素混凝土的尺寸效应及动态响应sizeeffectsandthedynamicresponseofplainconcret

素混凝土的尺寸效应及动态响应sizeeffectsandthedynamicresponseofplainconcret内容摘要：

个进程中，冲击速率始终保持为常数。 图 . 3Krauthammer 等人 （ 2020）及 Elfahal 等人 （ 2020） 的 抗压试验中圆柱体尺寸 图 . 4本次研究中弯曲试验 梁 （方形截面） 的尺寸 （注： 准静态试验 采用 四点加载 方式进行； 梁的实际尺寸为： 500X150X150,350X100,X100,450X50X50,这导致 悬挑长度分别为 25mm， 25mm， 150mm） 研究现状 在三点冲击荷载作用下 对三种不同尺寸的素混凝土梁进行测试 ， 通 过使用 60kg的力锤，冲击试验在如下四种冲击速率下进行： , , , 和 m/ s。 每个数据点通过 6个试样来采集。 弯 曲 试验 中的 尺寸和 试验 条件 如 图 . 4所示。 三种尺寸试样的悬挑长度如下： 50X50X150 型号梁为 150 mm, 100X100X300型号梁为 25 mm, 150X150X450型号梁为 25 mm。 [借助于公式（ 4）悬挑长度被考虑到， 公式中考虑了惯性校正。 ] 最大骨料粒径为 10毫米。 准静态数据 从 Chen（ 1995）的研究 中 获得 ， 他按照美国材料标准（ ASTM）方 法和 日本土木工程协会方法（ JSCESF4），在四点加载的条件下对梁进行检测。 Bazant指出，为了研究试样的尺寸效应（ Bazant1984）至少需要研究三种不同尺寸的试样，并且必须按一定比例缩放（如 1： 2： 4）。 然而，在现今研究中，学者们被 冲床作用下劈裂 楔 形物的尺寸所限制；因此，梁的尺寸比例为 1： 2： 4。 此外，对于冲击荷载作用下的素混凝土梁，试验荷载记录期间必须留心 考虑荷载的惯性 成分。 对于三点荷载作用下的梁（ Banthia 1987）， Banthia通过下式来描述惯性校正： 0t A u tip （ ） = （ ） 328{}33lhl （ 4） 因此，梁冲击试验中，实际应力荷载是通过下式获得： ( ) ( ) ( )b t ip t p t p t （ 5） 此处 ()bpt 为力锤记录的荷载。 讨论 强度 借助于数学软件，本次研究中冲击试验的结果以及从先前论文中获得的结果都与 Bazant的尺寸效应规律 [公式 2]相吻合 ，运用 Levenberg Marquardt 准则，得到了 0d 及 tBf 优化 值。 类似的 ， 公式 3 中 相同的数据 由多 重标度律 得到，其中的 tf 和 chl 的优化值也是通过曲线拟合获得的。 图 5 显示了来自不同应力加载速率的混凝土标准强度压缩试验的数据（ Elfahal 等人 2020）。 这些数据的绘制是根据 BSEL，并且逐渐明显的显示出对更高加 载速率荷载的线弹性反应。 显然， 对于 压缩 强度存在尺寸效应，它随着加载速率 的增加 而更加明显。 在 图 6 中同样的数据是是按照 MFSL 描述的。 正如 BSEL ， 荷载速率的 增加 同样导致了更加明显的尺寸效应。 然而，依据 MFSL,冲击速率的增加将导致 试件特征长度的增加。 在此，我们惊奇地发现在低速率情况下（ 10m/s），梁断裂所需要的能量随着荷载速率的加大而升高。 这种现象不仅仅见于普通强度素混凝土，在高强混凝土、纤维混凝土 以及传统的钢筋混凝土中也很常见 （ Banthia 1987）。 图 . 土柱的尺寸效应 图 . 7和 图 . 8分别按照 B。