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Mesoscopic modelling of uhpcc material under dynamic tensile loadings

Defence Technology（防务技术） 2023年第5期23卷 75-91页

作者： Xiang-zhen Kong Shang-bin Yang Tao Zhang Qin Fang Heng-bo Xiang Rui-wen Li Engineering Research Centre for Safety and Protection of Explosion&Impact of Ministry of Education Southeast UniversityJiangsu Nanjing211189China State Key Laboratory of Disaster Prevention&Mitigation of Explosion&Impact Army Engineering University of PLAJiangsu Nanjing210007China Research Institute for National Defense Engineering of Academy of Military Science PLALuoyang471023China School of Civil Engineering and Architecture Xi'an University of TechnologyXi'an710048China

This paper presents a new 3D mesoscopic model of ultra-high performance cement-based composite(uhpcc)to investigate its dynamic tensile *** this model,the uhpcc is regarded as a two-phase material composed of cementitious matrix and randomly distributed *** model is established using the commercial software LS-DYNA and involves generating the randomly distributed fiber elements with considerations of diameter,length,orientation and volume fraction,and then fully constraining them with the *** particular,to capture the slipping effect between fibers and matrix that has a strong influence on the dynamic tensile behavior,the fibers are modelled by a fictitious material represented by the load-slip *** strain-rate effect of slipping force neglected in most of previous studies is considered by calibrating constitutive parameters of the fictitious material under different strain-rates based on the single fiber pullout ***,the 3D mesoscopic model is validated against three sets of tension-dominated experiments covered a wide range of loading *** predictions demonstrate that strain-rate effect of slipping force must be considered,and the neglect of it may lead to a great underestimation of the dynamic tensile strength of uhpcc material and would unavoidably underestimate the blast resistance of uhpcc components.

关键词： uhpcc Dynamic tensile behavior Mesoscopic model Strain-rate effect Impact and blast loadings

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Single and Multiple Dynamic Impacts Behaviour of Ultra-high Performance Cementitious Composite

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2011年第6期26卷 1227-1234页

作者：张文华张云升 Department of Materials Science and Engineering Jiangsu Key Laboratory of Construction MaterialsSoutheast University

Single and multiple dynamic impacts tests were conducted on ultra-high performance cementitious composite （uhpcc） with various volume fractions of steel fibers （0, 1%, 2%, 3%, 4%） by using the split hopkinson pressure bar （SHPB）. Besides, the ultrasonic velocity method was used to test the damage on specimens caused by dynamic impacts. For single dynamic impact, the data suggest that uhpcc obviously presents dynamic strength enhancement. With increasing of strain rate, the peak stress and peak strain increase rapidly. For multiple dynamic impacts, the results show that addition of steel fibers can obviously enhance the properties of uhpcc to resist the repeated dynamic impacts. Firstly, the number of impacts sharply increases with the increasing of volume fraction of steel fibers. Secondly, the energy absorption ability linearly increases with addition of steel fibers. Thirdly, the steel fibers can prevent the disruption phenomenon and maintain the integrity of specimen.

关键词： uhpcc SHPB dynamic behavior multiple impacts

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超高性能混凝土组合梁弯剪性能试验研究

超高性能混凝土组合梁弯剪性能试验研究

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作者：林阳哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

为了减轻半预制装配式框架构件重量，提高构件的力学性能和耐久性能，本文将钢丝网和钢纤维联合增韧的U型uhpcc预制单元应用于钢筋混凝土梁的永久模板设计，形成了新型钢筋混凝土组合梁。根据uhpcc的制备原理结合当地情况，采用价格低... 详细信息

为了减轻半预制装配式框架构件重量，提高构件的力学性能和耐久性能，本文将钢丝网和钢纤维联合增韧的U型uhpcc预制单元应用于钢筋混凝土梁的永久模板设计，形成了新型钢筋混凝土组合梁。根据uhpcc的制备原理结合当地情况，采用价格低廉、易于得到的材料制备uhpcc，在本课题组研究的石英砂完全取代基础上，研究了先进的石英粉替代技术，通过优化配合比制备了满足相关要求的经济型的uhpcc。为了考察组合梁的抗剪性能，以uhpcc永久模板、箍筋配箍率和剪跨比为试验参量，开展了组合梁的剪切性能研究。试验中发现组合梁的裂缝为大量细密裂缝的微观开裂模式，普通混凝土梁为少数裂缝的宏观开裂模式，uhpcc单元明显提高了构件的耐久性和延性。根据试验结果，uhpcc预制单元组合梁的剪切开裂荷载和极限荷载都提高了60%以上，并给出了基于我国规范形式的uhpcc预制单元剪切承载力计算公式。根据不同配箍率和剪跨比的组合梁抗剪试验，分析了配箍率和剪跨比对组合梁剪切性能的影响，给出了符合规范形式的组合梁抗剪承载力建议公式。为了考察U型uhpcc永久模板对钢筋混凝土梁抗弯性能的影响，开展了U型uhpcc永久模板组合梁的抗弯性能试验，同时开展了普通钢筋混凝土梁的受弯对比试验。根据试验结果，分析了该U型uhpcc永久模板对钢筋混凝土梁抗裂性能、抗弯性能及延性的影响。

关键词：半预制梁 uhpcc 永久模板剪切试验弯曲试验

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浅谈超高性能水泥基复合材料的制备方法

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福建建材 2019年第3期 7-10页

作者：刘一星福建省建筑工程质量检测中心有限公司福建省绿色建筑技术重点实验室福建福州350025

基于理想化混凝土结构模型,通过正交试验方法设计超高强水泥基复合材料。探讨了纳米Si O2、钢纤维、硅灰、粉煤灰和超细矿粉等对超高性能水泥基复合材料(Ultra-high performance cementitious composite,uhpcc)流动度和力学性能的影响,... 详细信息

基于理想化混凝土结构模型,通过正交试验方法设计超高强水泥基复合材料。探讨了纳米Si O2、钢纤维、硅灰、粉煤灰和超细矿粉等对超高性能水泥基复合材料(Ultra-high performance cementitious composite,uhpcc)流动度和力学性能的影响,希望为配制超高力学性能和超高耐久性水泥基复合材料提供一些思路。

关键词： uhpcc 纳米SiO2 钢纤维硅灰

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