EPS混凝土力學性能及抗爆、抗震性能研究.pdf

1、EPS混凝土是一種新型的建筑材料，由于其質量輕、具有良好的抗爆和抗震性能，目前被廣泛的應用于工程結構中。因此，其力學行為和吸能特性成為近年來力學及材料科學等學科的研究熱點。
　　 本文首先試驗研究了不同粒徑(3mm、1mm)、不同體積含量(10％、20％、30％、40％)的EPS混凝土靜態(tài)壓縮和靜態(tài)劈裂性能。分析了不同體積含量EPS混凝土靜態(tài)壓縮應力-應變關系特征；分析了不同EPS顆粒粒徑大小對EPS混凝土靜態(tài)壓縮性能的影響；研

2、究了不同硅灰含量(20％、30％、40％)對EPS混凝土靜態(tài)壓縮性能的影響；建立了相對抗壓強度（EPS混凝土抗壓強度與基體抗壓強度之比）與相對密度（EPS混凝土密度與基體密度之比）的關系；試驗研究了不同粒徑、不同體積含量EPS混凝土的劈裂強度；并且分析了不同計算方法（彈性方法、斷裂力學方法）對EPS混凝土劈裂性能的影響；建立了EPS混凝土抗壓強度與劈裂強度之間的函數關系；分析了EPS混凝土靜態(tài)壓縮破壞形態(tài)。
　　 借助霍普金森壓

3、桿(SHPB)對不同粒徑、不同含量的EPS混凝土的動態(tài)壓縮性能進行了研究。EPS混凝土具有明顯的率效應；EPS混凝土在低應變率下表現(xiàn)出明顯的三個不同的階段：彈性區(qū)、平臺區(qū)和致密區(qū)，隨應變率的增加，這一特性逐漸消失；對于同樣體積含量、粒徑小的EPS混凝土表現(xiàn)出來的平臺區(qū)更明顯，在本文中分析了產生這種現(xiàn)象的物理機制；在高體積含量的EPS混凝土中，粒子尺寸效應逐漸消失；隨應變率的增加，峰值應力后留有長長地“尾巴”，主要是由于EPS顆粒的粘彈性

4、特性。利用直徑為74mm的分離式Hopkinson壓桿徑向沖擊巴西圓盤試樣，測試了不同EPS顆粒粒徑、不同體積含量的EPS混凝土的動態(tài)拉伸性能。實驗結果表明：EPS混凝土的劈裂強度隨應力率的增加而增加；在體積含量較低的EPS混凝土中，EPS混凝土的劈裂強度表現(xiàn)出一定的粒子尺寸效應，隨EPS顆粒體積含量的增加，這一現(xiàn)象逐漸消失；分析了EPS混凝土動態(tài)劈裂破壞形態(tài)。
　　 采用LS-DYNA軟件對含不同密度EPS混凝土夾層的隧道結構

5、進行了抗爆性能研究。對含不同體積含量(30％、40％)EPS混凝土緩沖層的隧道結構進行了抗爆性能模擬。模擬的結果表明：在隧道的頂部加上聚苯乙烯泡沫混凝土緩沖層后，能夠很好的使隧道頂部的壓強峰值得到降低，并且隧道頂部壓強峰值隨聚苯乙烯泡沫混凝土厚度的增加而降低；建立了隧道頂部壓強峰值衰減指數與聚苯乙烯泡沫緩沖層厚度即相對位移之間的關系。
　　 采用LS-DYNA軟件對體積含量為40％的EPS混凝土夾層的隧道結構進行了抗震性能研究。