高速冲击下混凝土材料的力学响应研究(2)
1.2 国内外发展现状 1.2.1 混凝土侵彻研究概述 侵彻是广泛存在的力学现象之一，它不仅在军事上有着重要的应用背景，而且还有着许多非军事的应用价值。人们对侵彻现象最初的认识，起源于早期最原始的自然生存经验，如果说古时的箭头是弹体，那么盾和甲就是靶板。但对有关高速侵彻基础理论的研究，则是从十九世纪才开始，在拿破仑时期，法国军事工程学院开始了关于高速侵彻的科学试验工作。随着科技的进步，越来越多的学者开始投身这一领域的研究，源]自{优尔^*论\文}网·www.youerw.com/ 研究内容涉及垂直入射与斜入射问题，平头、卵型及锥头的弹体侵入问题，靶板的穿透等诸多问题。 我国对于侵彻分析的研究起步较晚。蔺建勋[1]等利用空腔膨胀理论，建立了弹丸在垂直侵彻混凝土时的侵彻方程，给出了侵彻深度和加速度的计算模型。王明洋[2-4]提出了侵爆局部破坏计算理论和深部岩体动态变形破坏计算理论，原创了弹体侵彻计算公式、低速撞击震塌与贯穿计算公式、饱和土中浅埋结构荷载计算公式。近年来，科技的飞速发展给高速侵彻的研究提出了一系列新问题。在军事方面， 低密度高强度的陶瓷复合装甲的使用， 钻地弹对混凝土防御工事的深层侵彻，都要求各国学者用新的研究手段和理论方法探知其中的侵彻机理。在民用方面，鸟与飞机的碰撞、宇宙飞船的太空防护、陨石对卫星的碰撞以及转动机械的设计等问题都会涉及高速碰撞或高速侵彻问题。
1.2.2 混凝土动力本构特性 脆性材料通常具有很高的抗压强度。 它们的剪切强度随着叠加静水压力的增加而增加。 但是它们在拉伸方向很弱， 其层裂强度大约要比抗压强度小一个量级。因此这些材料在承受相对较小的拉伸应力时也很容易产生裂纹。不像金属，弹性压缩波的反射回导致这些材料的失效。试验表明，对材料施加恰当的约束可以减少或延迟大量的拉伸失效。微小裂纹开始于晶界，并不断累积发展，从而导致材料的破坏。 混凝土材料主要是由水硬性材料—水泥和粗、细骨料，加水混合，相继经过搅拌均匀、浇注成形、振捣密实和温湿养护等工序后逐渐凝固而成的人工建筑材料.其用于结构工程已有近百年的历史，至今已经成为世界上应用最广泛的结构材料之一，也是安全防护工程中最常用的重要工程材料.实际使用中，不论是民用的还是用于国防建设的， 混凝土结构在其工作过程中除了用于承受正常设计载荷(通常是准静态载荷，有时也包括蠕变载荷)外，往往还要承受各种变化急剧的强动载荷，例如爆炸、冲击和撞击等.因此，研究混凝土材料在不同载荷形式(包括准静态、动态和冲击载荷)作用下的力学特性及其本构关系具有十分重要的理论意义和实际指导作用.混凝土的主要材料特性有: (1)是非均匀材料受力初始可以作为各向同性塑性、损伤、断裂是各向异性; (2)具有拉压强度不等、侧压影响强度、静水压影响屈服等特点; (3)其非线性主要是由于内部微缺陷的发展以至宏观裂缝的形成并扩展;非线性变形不可逆,是耗散型材料。除此之外,混凝土还具有下列重要的动力特征:率敏感材料,加载率、应变率等影响其强度。粘性是混凝土所具有的除弹性和塑性之外的另一重要力学特征。
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