考虑应变速率影响的混凝土动态特性的研究.pdf

2 0 1 0年 第 2 期 (总 第 2 4 4 期 ) N u mb e r 2 i n 2 0 1 0 ( T o t a l No 2 4 4) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE ORETI CAL RES E ARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 2 0 1 4 考虑应变速率影响的混凝土动态特性的研究 祁佳睿 la ,2 苏幼坡 l b , 2 刘煜 。 ，倪 国崴 l b , 2 ( 1 河北理工大学 a 轻1 = 学院 ；b 建筑 1 二 程学院 ，河北唐山 0 6 3 0 0 9 ；2 河北省地震工程研究 中心 ，河北 唐 山 0 6 3 0 0 9 ； 3 河北能源职业技 术学院 ，河北 唐山 0 6 3 0 0 0 ) 摘要： 在地震荷载的作用下， 不同的建筑物或者建筑物不同的部位， 在不同的瞬时其应变率的变化各不相同， 而G B 5 0 0 1 0 - - - 2 0 0 2 ( 混 凝土设计规范 仅给出了混凝土静态荷载下的强度和本构关系。因此 ， 混凝土本构模 型的动力研究是一个 十分有意义的课题 。 结合 以往对 混凝土动态特性研究 ， 综述了混凝 土材料动态力学性能的研究现状 ， 分析了混凝土材料速率敏感性机理 ， 对混凝土在单轴应力状态下的动 态强度和本构关系做出进一 步深入探讨 ， 指出混凝土本构关系研究中所存在 的问题 ， 提出主要的研究方 向， 为进一步 的研究提供参考 。 关键词 ： 应变速率 ；本构关系 ；混凝土；动态特性 ；试验 中图分类号 ： T U5 2 8 0 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 l 0 ) 0 2 0 0 4 8 0 5 St r a i n r a t e e ffe c t s on t h e d yn ami c beh a vi or of c on c r e t e 0， 一 r u i ， SUYou - potb ,2 LI U Yu ， NIGu o - we i 。 ( 1 a C o l l e g e o f L i g h t I n d u s t r y ； b C o l l e g e o f Civ i l a n d A r c h it e c t u r a l E n g i n e e r i n g ， He b e i P o l y t e c h n i c Un i v e r s i t y ， T a n g s h a n 0 6 3 0 0 9 ， C h i n a ； 2 Ea h q u a k e En g i n e e r i n g Re s e a r c h Ce n t e r of He b e i ， Ta n g s h a n 0 6 30 0 9 Ch i n a； 3 He b e i En e r g y I n s t i tut e o f Vo c a t i o n a n d Te c h n o l o gy ， Ta n g s h a n 0 6 3 0 0 0， Ch i n a) Abs t r a c t ： Un de r t h e i n flu e n c e o ft h e e a r t h q u a k e l o a d s ， t h e s t r a i n r a t e i n d i ffe r e n t b ui l d i n g s o r di ff e r e n t p a ns o f t h e b u i l d i n g c h a n g e s a t d i ffe r e n t i n s t a n t Ho we v e r GB 5 0 0 1 【 卜 一2 0 0 2 “ Co n c r e t e De s i g n Co d e ”o n l y s h o ws t h e s t r e n g t h a n d t h e c o n s t i t u t i v e r e l a t i o n o fc o n c r e t e u n d e r s t a t i c l o a d， wh i c h ma k e i t v e ry me a n i n g f ul t o u n d e r s t a n d i n g t h e d y n a mi c b e h a v i o r s o f c o nc r e t e T h e s tud y o f d y n a mi c p r o p e i e s f o r c o n c r e t e a v a i l a b l e a r e o v e r v i e we d a n d t h e me c h a n i s m o f s t r a in r a t e s e n s i t i v i ty d i s c u s s e d Th r o u g h t h e s e a n a l y s i s i t po i n t s o u t t h e p r o b l e ms n e e d t o s o l v e d and t h e d e v e 1 o p me n t i n d yn a mi c c o n s t i tut i v e r e l a t i o n o f c o nc r e t e wh i c h wi l 1 p r o v i d e a r e f e f e nc e fo r fu r t h e r s tu d y Keyw or d s： s t r a i n r a t e ； c o n s t i t u t i v e r e l a t i o n； c o n c r e t e ； d yn a mi c b e h a v i o r ； t e s t 0 引言 混凝土结构在其工作过程 中都会遭遇各种动荷载的作用 ， 例 如高层建筑要承受风荷载的作用， 大坝要承受动水压力， 各种结构 都可能要遭受地震荷载作用 。 虽然 ， 这些荷载并不是时时刻刻都作 用在混凝土结构上 ， 但由于它的不可预知 ， 一旦出现 ， 就会对结构 造成严重的损坏。混凝土材料的动态性能是 当前大型混凝土结构 设计和抗震安全评价中的薄弱环节， 尤其近年来， 建筑遭受恐怖袭 击的事故屡屡发生， 混凝土的动态特生 研究的重要性更显得突出。 由于混凝土结构所遭受的荷载的性质不同， 导致其应变速 率变化很大。 不同性质荷载作用下的应变速率如表 1 所示。 混凝 土材料属于速率 敏感性材料 ， 所以在不 同性质的动态荷载作用 下 ， 表现 出不 同的力学 特性 ， 此时仍用混凝 土静 态力 学参数进 行计算会产生很大的误差 。 表 1 不 同性质荷载作用 下混凝土应变速率的变化 目前， 在混凝土结构在抗震设计中， 只将强度 、 弹性模量等 力学参数提高一定的百分比作为动态力学参数， 地震荷载作用 下考虑应变速率影响的混凝土本构关系也没有形 成成熟 的理论 。 我国现行 水工建筑物抗震设计规范 _l 】 也是依据 1 9 8 4年美国 垦务局 R a p h e a l t n 对 5座混凝土坝钻孔 取样 获得 的试件进行混 凝土动力试验结果， 规定： “ 除水工钢筋混凝土结构外的混凝土 水工建筑物的抗震强度计算中， 混凝土动态强度和动态弹性模 量的标准值可较其静态强度提高 3 0 ； 混凝土动态抗拉强度的 标准值可取 为动态抗压强度标准值的 1 0 ” 。 显然 ， 这 个结论也 没有反映应变率对混凝土本构关系的影响， 只是采用单一的增 加强度系数的方法来评价混凝土动态力学性能，这种考虑是十 分初步的。而我国现行的G B 5 0 0 1 0 - - 2 0 0 2 ( 混凝土设计规范 哪 只给出了混凝 土在静态荷载下 的强度和本构关 系 ， 也没有考虑 到由于地震荷载的作用， 不同的建筑物或者建筑物不同的部位， 在不同的瞬时其应变率的变化各不相同。因此， 对混凝土在单 轴应力状态下的动态强度和本构关系做进一步深人探索， 系统 进行不同加载速率下混凝土单轴拉压应力一 应变全曲线的试验 和理论研究是急需进行的研究课题。 收稿 日期 ：2 0 0 9 1 0 - 0 7 基金项 目：国家 自然科学基金资助项 目( E 0 8 0 5 0 1 ) ； 河北理工大学科学研究资金资助项 目( z 2 0 0 9 1 1 ) 48 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 混凝土材料动 态力学性能的研 究进展 混凝土是应变速率敏感材料 ， 混凝土 的应变速率相关性 ， 一 般被称为混凝 土的动态特性 。 它的研究始 于 1 9 1 7年 ， Ab r a ms t 对混凝土进行抗压试验时 ， 发现 了混凝土 的抗压强 度存在速率 敏感性 ， 之后人们对混凝土不同应变速率下的动态力学性能进 行了广泛的研究。但是 由于动 力加载试验装 置 ， 测试 方法 的局 限性 ， 导致不 同试 验者 的试 验结果 相差很 大 ， 进 而影 响了理论 分 析以及数 值仿真分析 。直到 2 0世纪 7 0年代 ， 计算机 技术的 发 展 ， 促 进 了试验 技术和分 析方法 的进步 ， 混凝 土动态力 学性 能 的研究有 蓬勃的发展 。 Z i e l i n s k i L ( 1 9 8 1 ) 等对影 响混凝土 动态抗 拉强度 的 因素进 行 了系列研究 ， 这些 因素包括 水泥 品种 、 水 灰 比 、 试件湿 度 、 水 泥 用量 、 加载方 向 、 试件成型方 向及骨料粒径等 ， 取得 了可贵的 试 验资料 R a p h a e l E 】 ( 1 9 8 4 ) 在 5座 混凝土坝 中钻孑 L 取样进 行动 力试验 。我国现行水工建筑物抗震设计规范 中有关混凝土坝的 动 力分析 的混 凝土动态 强度 和动态弹性模 量取值 标准就 源于 此。但试验研究成果较为粗糙， 很难反映实际情况和对大坝结 构真实安全度做 有效判断。 1 9 9 1 年 B i s c h o ff与 P e r r V 总结了高应变率下混凝土的抗 压性能， 给出了混凝土动态抗爪强度与应变率的关系， 应变率 对混凝土抗压强度的影响见图 1 ， 由图可看 出 ， 动态抗 压强度随 应变率的增加而增加 ， 5 x 1 0 S 左 右是一个 临界值 ， 应变率高于 该临界值时 ， 强度随应变率的增加而明 显变大 此外对 比分析了 加载速率对 强度 、 弹性模 量 、 临界应 变 、 泊松 比 、 吸能能力 的影 响等 应 受 军 图 1 应变率对混凝土动态抗压强度提高的影响 1 9 9 2年 J u n g He u mf 1首 次利用 点 弯曲断裂试验对混凝土 的抗拉强度 、 弹性模量和断裂能的变化规律进行了试 验研 究 ， 测 得其抗托强度、 弹性模量随加载速率的提高而提高 ， 但断裂能 却 为一常数 ， 不随加载速率 的变化 而变化 。 1 9 9 7年 ， T e d e s c o t g 用 S B P B装置 ， 在应 变 率 l 0 1- 1 0 S 范嗣内对混 凝土进行 了劈拉试验和单轴 压缩试 验 ， 得 到了单轴 压缩条件下 混凝 土的应力一 应变 曲线 。并且改进 了通用有限元 程序 AD I NA中混凝土的本构模型 ， 以考虑高应变率下混凝土强 度 的增 加 ， 由压缩试验得 出的退 化分析数据推导 出改进 的本构 方 程。 1 9 9 9年 ， Z h e n g c- q 出了研究混 凝土在压 缩荷载 作用下 的应 变率效应 的新方法 ， 由惯性 力影 响破坏形式的力学模 型提出 了 混凝土在压缩荷载作用下的率相关模型 ， 并 建立 了与峰值应力 、 到达峰值应力 的时间相关的动态破坏 准则。 2 0 0 1 年 ， G r o t e E1 1 - 1 2 等研究 了混凝土在高应变率 和侧压下 的 动态 性能。研究分 为两 部分 ： 一是 试验研究 ， 做 了准静态试 验 ， 用 S HP B做了应变率为 2 5 0 1 7 0 0 S 。 。 的无侧 压试验及应变率为 1 0 S 7 侧压为 l 1 5 GP a的板 冲击试验 。试验表 明混凝土 和砂 浆的承载能力随应变率和静水压力的增加而明显提高。二是数 值模拟 ( F E M) ， 用全动力有限单元法模拟 了混凝 土和砂浆在高 应变率下 的响应 ， 考虑 了承载能力 、 吸能能力及微观结构效应 ， 建立 了混凝土的平 面微 观力学模型 。 2 0 0 3年 ， Ge o r g i n L 论述 了考虑率效 应的黏弹性模型及数值 模拟 Ho p k i n s o n杆对混凝 土圆柱体试块进 行了劈裂试验 ， 研究 了混凝土的动力特性 。 国内有关混凝 土动 态性 能的研究起步较晚 ， 目前 国内进行 相关研 究的机构 主要有清 华大学 、 大连 理工大学 、 中国水 利水 电科学研究院 、 中困科学技术大学 、 宁波大学等科研院所 。 1 9 8 6年清华大学抗震抗爆工程研究室陈肇元 、 阚永魁等1 4 - 1 6 1 首次进行 了混凝土快速 变形 下的抗压 及抗 拉性能试验 ， 对高强 混凝土进行应变速率约为4 1 0 S 。 的动载试验， 得出快速变形 下混凝土的抗裂荷载可提高约 3 0 ， 强度提高2 0 。 并开展了三 分点弯拉和劈裂试验 ， 测得劈拉强度的提高远大 于弯拉 强度的 提高。 1 9 9 4年 ， 大 连理 T大 学 尚仁 杰等 针对 地 震荷 载 ( 1 0 5 1 0 S ) 作用下混凝土结构的受力 、 变形特点 ， 用 MT S 试 验系统 对单轴强 度约为 3 0 MP a的哑铃 型混凝 土试 件进 行了单轴直接 拉伸和边长 1 0 0 m m 立方体试件单轴压缩试验 ， 得出不 同应变率 下应力位移全曲线， 并分析了骨料粒径及试件尺寸对混凝土动 力特性 的影响 ， 建立 了轴 向拉 伸和压缩时的黏弹性损伤动力本 构模型。 2 0 0 2 年， 肖诗云等_ I8 】在分析高拱坝特点的基础上， 对哑 铃型试件在应变速率为 1 0 1 0 S 。 。 范围 内研究了混凝土( 强度 约为 2 0 MP a ) 单轴 直接拉伸特性 ， 得 出了应 变率对混凝土动态 抗拉抗压 强度及变形特性的影响 ， 分析了湿度条件对混凝 土动 力特性的影响 ， 建立 了一致 黏塑性 Dr u c k e r P r a g e r 模型和一致黏 塑性 Wi l l a m Wa mk e 三参数模型 。 1 9 9 7 年 中国矿业大学董毓利等 对不 同应变率下混凝 土受 压全过程进行 了试验研究 ， 试验采用美 国 MT S 公 司 8 1 5 0 2型电 液伺服试验系统 ， 其机架刚度为 1 0 1 5 x l 0 。 N m， 满足刚度要求 ， 对 1 1 0 mmq b 5 5 mm网柱形试件以等应变方 式进行了加载 ， 所用 应变速率级在 1 0 5 1 0 S 之间 ， 试验得 ： 应变速率不 同的全过 程曲线具有 良好的相似性， 混凝土的峰值应力和峰值应变随应 变速率的增加均有不 同程度的提高 ， 弹性模量基本不变。 2 0 0 2年 ， 中国科 学技术大学胡 时胜等2 o - 采 用预 留间隙法 对改进 的直锥 变截面式 q b 7 4 r n i n Ho p k i n s o n压杆对混凝 土材 料进行 冲击压缩 试验 ， 研究 了混凝土 的应变率硬 化效应 ， 给 出 了冲击载荷下混凝土的损伤演化方程、 损伤型线性黏弹性本构 关系 。研究 了 S HP B装置进行混凝土 冲击 压缩试验 的方法 ， 对 试件应 力均匀性 问题提 _ r 用三 角波加载及 增加试件破 坏前 的应力作用时 间的改进方 案 ； 对试件接触不平 引起 的应力分布 不均问题 ， 提 m了用万 向头的改进方案。 2 0 0 6年 ， 大连理丁 大学 闫东 明等圆， 结 合高拱坝地震 破坏 机理 和大 混凝 土动强度 研究 ， 比较 系统 、 深入地探讨 了混凝 土在多种条件下 的动态性 能及其发生机理 ， 为大 型混 凝土结构 49 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 的分析、 设计、 地震安全评价奠定了基础。 综上所述 ， 由于应变速率的影响， 混凝土的动态强度和动 态变形特性相比静力条件下有了不同的变换 ， 总结如下： ( 1 ) 混凝土动态 强度 和动态抗拉强度随着 应变速率 的增加 而增加 ， 但增加 的幅度 由于研究者的不同而有所差异 ， 差异 的 原因主要是由于试验者 的试验条件 ， 试件尺寸以及加载条件 的 不同而引起的。 ( 2 ) 根据上述试验 ， 普遍认为混凝土的弹性模量随着应变 速率的增加而增加， 但增加的幅度及机理存在差异。有人认为 是应变速率本身的增加导致弹性模量的增加 ， 而有人认为是 由 于裂缝的减少 ， 引起 了刚度的增加 ， 导致弹性模量 的增加。 ( 3 ) 临界应变速的随加载速率的改变没有一个明确的结论， 有的试验是增加趋 势 ， 有 的试 验是减小趋势 ， 也有些试验则保 持不 变。 ( 4 ) 应变速率对混凝土应力应变关系曲线的影响的研究还 很少 ， 总的看来 ， 虽然强度和变形发生了变化， 但曲线的形式没 有变化。 2 混凝土应变速 率敏感性的机理研 究 导致材料的刚度 ， 强度随应变率的增加而增加。同时由于在高 应变速率下混凝土内部裂纹发展不充分， 使得受压泊松比减小。 2 2 自由水黏滞性和惯性的影响 从细观角度来看混凝 土的强度是材料的固有属性 ， 与加载 速率无关。混凝土材料宏观上表现出来的率效应主要由两部分 组成。 一是自由水分的黏滞作用， 二是动力荷载的惯性影响。 前 者在较低加载速率下起主导作用， 而后者在较高加载速率情况 下起主导作用f 9 l 。 自由水分的黏滞作用对应变速率的影响很重要， 在动力荷 载下， 湿混凝土中的自由水引起的黏滞力随着加载速率的增大 而增加， 从而阻碍了混凝土中裂纹的开裂， 提高了混凝土的宏 观等效断裂韧度 和动力强度。 在惯性效应影响下， 混凝土微裂纹来不及发展， 损伤会出现 滞后现象， 损伤的滞后延缓了混凝土的软化效应( S t r a i n S o ft e n ) ， 从而提高了材料 的刚度和强度。 2 3 骨料的影响 从本质上讲， 混凝土是一种非均匀、 不等向的多相混合材 料， 由于组成材料在弹性模量等方面存在差异， 导致交界层内 部很容易产生应力集中现象， 从而使得交界层成为混凝土微结 混凝土本身具有较高的离散性 ， 加上试验者所采的试验条 构中最薄弱的环节。 件、 手段等的差异， 导致对于混凝土动态力学性能率敏感性机 静态荷载下混凝土材料的破坏过程， 就是从粗骨料和水泥 理的也解释众说纷纭 。 砂浆的交界层出现微 裂缝开始的 ， 随着应力的增 大裂缝不 断发 2 1 能耗 的影响 展， 阻断了砂浆与骨料之间的联系， 从而使混凝土的整体性遭 断裂力学认 为 ， 混 凝土的破坏 ， 是 由于加载 的过程 中裂纹 受破坏而逐渐丧失承载 力。 的产生和发展引起的， 而裂纹的形成过程所需要的能量远比裂 随着应变速率的提高，裂纹产生和发展的时间越来越短 ， 纹发展过程所需要的能量要高。所以， 加载速率越高， 产生的裂 当裂缝的发展遇到粗骨料阻挡时， 来不及通过骨料和水泥砂浆 纹数目越多， 因而需要耗散的能量就越多。 结合的薄弱界面 ， 直接穿过强度较高的骨料， 从而增加了混凝 在高应变速率下， 荷载作用时间很短 ， 材料没有足够的时 土的动力强度。并且， 骨料的强度越高， 混凝土抗压强度提高 间用于能量累积， 只能通过增加应力达到供应能量的目的， 从而 系数越大。 表 2混凝土动态性能不同试验设备对比 试验设备 适用应变速率 设备方法 设备 的局限性 相关文献 。 落 验 。 弹 力状态。 试验是在假设试件内部 假设试件处于准应力平衡 ，即忽略试件 应力处处相等的前提下进行 应用于混凝土动力性能高应 的惯性作用。 的 ，必然要求试件均匀性好并 变速率试验： 2 7 _ 3 4 】 利用试验装置的撞击杆撞击输入杆， 在输入杆中 且尺寸小 一 些 ，而 混 凝 土 材 料针 对 设 备 局 性 做 交 进 措 施 产生一位平面波到达试件后再传人输 出杆 ， 通过应变 均匀性差 ，要求均匀性必须采的试验： 3 5 3 7 片等测量装置记录输入杆 和输 出杆 中的应变随时J 司 用大试件 。 的变化 曲线 ， 从而得 到时间两端的应力应变随时间变 一 否 则 试 验 机 和 试 件 要 保 证 有 足 够 的 刚 度 。 试 件 的 长 度 不 能 过 长 ， + 一 二 利 用 液 体 作 为 内 在 驱 动 力 传 递 媒 介 ，电 液 伺 服 加 否 则 不 论 设 备 刚 度 如 何 大 ， ： ：二。 ” 一 。 琶 兰 篓 墨 堡 置 轴 皂 荷 载 、 轴 向 变都 不 能 取 得 荷 载 一 变 形 曲 线 。 研 究 ： 4 7 - 4 8 形 、横向变形 、 和体积变形等全 曲线过程。 。 。 利用重锤 的 自由下落撞击承压 本体的活 塞杆 ， 将冲击荷载施 加到试件上 ， 通过调节重锤的质量 ， 下 落距离 ， 活塞杆垫板厚度来获得实际作用在试件上的 应 变速率的大小。 利用高压气体的突然释放 推动弹丸沿抽成真空 的炮管运动。当高速的弹丸碰撞 到靶板时 ， 产生一个 较高的压力脉冲， 由应力量计记录一组压力信号， 不 同的撞击速度产生不 同的压力峰值 。根据这一系列 压力信号， 进行材料的动态特性分析。 难以精确测量施加在试 应用于混凝土动力性能高应 件上的荷载值， 加载速率难以 变速率试验 ： D9 - 5 精确控制。 该系统只能用于 单 应用于其他材料动力性能高 轴试验。 应变速率试验： 5 l - 5 2 】 加载速率不能精确控制，应用于混凝土动力性能高应 对试件厚度有一定的要求。 变速率试验： 3 6 ， 5 3 5 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 4试验 方 法的影 响 由于各试 验者的试 验方法不同 ， 引起 的混凝土动 态力 学性 能的结论也 不同 ， 导致机理分 析也 有差异。很多学者认 为高应 变速 下混凝 土表现出来的率敏感性并不是材料 的真实特性 ， 而 是由于试验方法 的影 响。B r a c e q 在对试件进行 S HP B试验后 ， 分析混凝 土动态强度的增加的原 因， 是 由于材料 由一维应 力状 态向一维应变状态转换过程 中力学响应引起 的。 3 混凝土动力试验方 法的研 究 随着计算机技 术的发展 ， 以及机械 制造 水平和 电子控 制水 平 的提高 ， 混凝土材料力学性能试验方法也取得 了很大 的成果 。 由于不同的荷载作用下 ， 混凝土应变速率有很大的差距 ， 对试 验设备和试验方法的要求也 有很 大的差异 。所 以针对所研究问 题 的不同 ， 选用 相应的动 力试 验设备 也有所不 同 ， 根据试 验设 备 的驱动力类型 ， 分 为 4种 ， 见表 2 。 4结论 与展 望 通过对 混凝土动态特性研究成果的综述 ， 对混凝 土动态特 性 的研究方 向有如下结论 ： ( 1 ) 由于钢筋混凝土结构在爆炸和地震 等动力荷载作用 下 构件 的应变速率很 高 ， 混凝土 和钢筋 的本构 关系与静载下有 较 大不 同， 所 以采用有限元分析软件进行结构 分析时选取能 准确 反映应变速 率影 响的材料 本构 关系是决定 算结果 正确 已否 的关键 。 ( 2 ) 关于应变速率对混凝土本构关 系的影 响 同内外学 者已 经做 了大量 的研 究二 r 作 ， 但是绝大部分研 究是关于防护结 构或 大坝在炮弹 、炸弹和爆 炸等 冲击 荷载作用 下的混凝 土本构 关 系， 这些本构关系实际上是应力波在混凝 土内传递过程 中的应 力一 应变关 系，反 映的是结构 直接承载接触部分 的局部应 力问 题 ，而结构存此类 荷载作用 下的动力反应是结构 的整 体相应 ， 其应 变速率 除与荷载有 关外主要取 决于结 构的振动 特性 和材 料特性。所以采用非线性分析方法进行结构动力分析时， 应采 用与静 力本构 关系类似 试验条件下获得 的动力本构关 系 ， 才可 获得较为真实的计算结 构。 ( 3 ) 目前 常用 的混 凝土本构关 系为单 轴压拉应 力一 应 变曲 线 ， 所 以动载本构关 系也应采用 除加载速率不同其他 试验 条件 基本相同情况下获得的本构关 系。关于此类研究国内外也 作了 一 些研究 ， 但其研究范 韦 1 较窄 ， 主要表现在 ： 试件混凝土强度 较 低 ( 一般在 C 3 0以下 ) ， 试 件尺寸和高宽 比较小 ， 拉 、 压试验 分离 缺乏相关性。因此 ， 采取以静力试验条件类似 、 混凝土强度等级 含括 C 2 0至 C 6 0和拉压试件 同条件制作 ， 系统进行不同加载速 率下混凝 土单 轴拉 压应力一 应 变全 曲线 的试 验和理论研究 是急 需进行 的研究 课题 。 参考文献 ： 1 3 D L S O 7 3 2 O 0 O ， 水 工建 筑物抗震设 计规范 s 】 北京 ： 中国电力 出版 社 ， 2 0 0 1 2 】R A P H A E L J MT e n s i l e s t r e n g t h o f c o n c r e t e 1 3 A C I Ma t e r J ， 1 9 8 4 ， 8 1 ( 2 ) ： 1 5 8 1 6 5 3 】G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ， 混凝土设计规范【 s J 4 A B R A MS D A E f f e c t o f r a t e o f a p p l i c a t i o n o f l o a d o n t h e e o n l p r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n e r e t e J 1 P r o e ， 2 0 t h An n u Me e t i n g ， A S T M， We s t C o n s h o h o c k e n P a ， 1 9 1 7 ( 1 7 ) ： 3 6 6 3 7 4 5 】Z 1 E L I N S K I J ， R E I N H AR D T H W， K O RME L I N G H AE x p e r i m e n t s o n c o n c r e t e u n d e r u n i a x i a l i m p a c t t e n s i l e l o a d i n g J Ma t e ri a l s a n d S t r u e t u r e s ， 1 9 8 1 ( 1 4 ) ： 1 0 3 1 2 1 6 R AP HA E L J M T e n s i l e s t r e n g t h o f c o n c r e t e J A C I J o u rna l ， 1 9 8 4 ( 8 1 ) ： 1 58 -l 6 5 7 B I S C H OF F P H， P E R R Y S HC o mp r e s s i v e b e h a v i o u r o f c o n c r e t e a t h i g h s t r a i n r a t e s J Ma t e r i a l s a n d S t r u c t u r e s ， 1 9 9 1 ( 2 4 ) ： 4 2 5 4 5 0 8 YO N J H， HA WK I N S N M， K O B A Y AS H I A S S t r a i n r a t e s e n s i t i v i t y c o n - c r e t e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s _ J J A C I Ma t e ri a l s J o u r n a l ， 1 9 9 2 ， 8 9 ( 2 ) ： 1 4 6 一 l 5 3 9 T E D E S C O J W， P O WE L L B J C， AL L E N R OS S C C， e t a 1 A s t r a i n r a t e d e p e n d e n t c o n c r e t e m a t e r i a l mo d e l f o r AD I N A J C o mp u t e r sS t r u e t u r e s ， 1 9 9 7 ， 6 4 ( 5 6 ) ： 1 0 5 3 1 0 6 7 1 0 Z HE N G S ， H I U S S L E R C O MB E U， E I B L J Ne w a p p r o a c h t o s t r a i n r a t e s e n s i t i v i t y o f c o n c r e t e i n c o mp r e s s i o n J _J E n g Me c h ， A S C E， 1 9 9 9 ， 1 2 5 ( 1 2 ) ： 1 4 0 3 1 4 1 0 1 1 】 G RO T E D L， P A R K S W ， Z H O U M D y n a mi c b e h a v i o r o f c o n c r e t e a t h i g h s t r a i n r a t e s a n d p r e s s u r e s ： I e x p e r i me n t a t c h a r a c t e riz a t i o n i n t e r n a t i o n a l J J o u r n a l o f I mp a c t E n g i n e e ri n g ， 2 0 0 1 ( 2 5 ) ： 8 6 9 8 8 6 1 1 2 P AR K S W ， XI A Q， Z H OU M D y n a m i c b e h a v i o r o f c o n c r e t e a t h iig h s t r a i n r a t e s a n d p r e s s u r e s ： I 1 n u me r i c a l s i mu l a t i o n I n t e r n a t i o n a l J J o u r _ n a l o f h n p a c t E n g i n e e rin g ， 2 0 0 1 ， ( 2 5 ) ： 8 8 7 9 1 0 1 【 1 3 G E OR G I N J F， R E Y N OU A RD J M Mo d e l i n g o f s t r u c t u r e s s u b j e c t e d t o i mp a c t ： c o n c r e t e b e h a v i o r s u n d e r hi g h s t r a i n r a t e 【 l 4 清华大学抗震抗暴工程研究室 网 筋混凝土结构构件在冲击荷载下 的性能 R 科学研究报告集 ： 第四集 ， 清华大学出版社 ， 1 9 8 6 1 5 1 陈肇元 ， 阚永魁 冈 筋混凝土结构构件在冲击荷载下的性能 R 高强 度等级混凝土用于抗暴结构的若干问题 E 京： 清华大学出版社 ， 1 9 8 6： 7 3 8 3 【 1 6 阚永魁 钢筋混凝土结构构件在冲击荷载下的 g R i g 凝土在快 速变形下的抗拉强度 北京 ： 清华 大学 出版社 ， 1 9 8 6： 8 4 8 9 1 7 尚仁杰 混凝土动态本构 行为研究 D 大连 ： 大连理工大学 ， 1 9 9 4 【 1 8 肖诗云 混凝土率型本构模型及其在拱坝动力分析中的应用 D 】 大 连 ： 大连理工大学， 2 0 0 2 1 9 虞 毓利， 谢和平， 赵鹏不同应变率下混凝土受压全过程的试验研究 及其本构关系 J l _ 水利学报 ， 1 9 9 7 ( 7 ) ： 7 2 7 7 2 0 1 胡时胜， 王道荣， 刘剑飞 混凝土动态力学性能试验研究f J 工程力 学， 2 0 0 1 ( 1 O ) ： 1 1 5 1 2 6 2 1 1 胡日 寸 胜 ， 王道荣 冲击载荷 下混凝土材料 的动态本构关 系l J 1 爆炸与 中击 ， 2 0 0 2 ， 2 2 ( 3 ) ： 2 4 2 2 4 6 2 2 孟益平， 胡时胜 混凝土材料冲击压缩试验中的一些问题l J J 试验力 学， 2 0 0 3 ( 3 ) ： 1 0 8 1 1 2 2 3 1 闰东明j 昆 凝土动态力学性能试验与理论研究 D 大连： 大连理工大 学， 2 0 0 6 2 4 1 李庆斌， 郑丹混凝土动力强度提高的机理探讨【 J 】 工程力学， 2 0 0 5 ， 2 2 ( 6 ) ： 1 8 8 1 9 3 2 5 L AMB E R T D E， R O S S C A S t r a i n r a t e e f f e c t s o n d y n a mi c f r a c t u r e a n d s t r e n g t h 1 3 I n t e r n a t i o n