加载速率对ACC结构抗剪性能的影响

作     者：单仁亮 肖圣超 宋威 柏皓博 李泳臻 赵鑫鹏 仝潇 

作者机构：中国矿业大学(北京) 河北工程大学 

出 版 物：《爆炸与冲击》 (Explosion and Shock Waves)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：裂隙岩体管索组合结构锚固机理研究 国家自然科学基金(52274148) 

主　　题：双结构面剪切试验 管索组合结构 变形破坏特性 数值模拟 冲击荷载 

摘      要：通过试验和数值模拟分析，研究了锚索和新型管索组合结构(简称ACC)在不同加载速率条件下的双结构面剪切力学特性和变形破坏机制。在55MPa混凝土试块强度，200kN预应力条件下，分别以2、10、20、30、40mm/min的剪切位移加载速率进行双结构面剪切试验。试验以剪切变形曲线、结构峰值剪切荷载、钢丝破坏形态和结构面抗剪强度贡献为主要考量参数。结果表明：加载速率对结构的抗剪性能具有显著的影响，在一定的加载速率区间内，受损伤累积速度和应变率强化效应的影响，结构分别会表现出强度弱化和强度强化的特性，抗剪承载能力会出现较大的变化。在结构面附近，支护结构会表现出拉剪组合破坏情况，但ACC结构由于C形管的存在，使得应力集中效应降低，试验曲线波动情况减弱，内部钢丝受剪切作用破坏的情况与锚索相比明显减弱。同时以试验结果为基础构建的ACC结构双剪试验数值模型准确性较高，数值模拟动荷载试验表明，ACC结构形成的锚固系统具备良好的吸能效果，冲击能量越大吸能效果越明显；且ACC结构在高速冲击作用下，受应变率强化效应影响显著，冲击速度越大，抗剪承载能力越高。