钢筋混凝土在强冲击载荷下的动态本构关系

内容：一将钢筋混凝土看成均质各向异性体，通过冲击试验和理论分析得到便于工程上使用的动态本构关系；二利用复合材料细观力学中混合律的思想，即通过钢筋和混凝土的力学特性计算钢筋混凝土的动态本构参数；三用实验结果校核、完善理论模型，讨论钢筋的配筋率等因素对钢筋混凝土力学性能的影响，意义：为结构安全分析及选取、设计材料提供依据。 2100433B

一是通过理论分析和实验相结合的方式，着重探讨混凝土材料动态破坏成因及其演化机理的过程，研究破坏的临界条件，并建立表征其破坏机理的一般模型；进而完善我们已给出的混凝土材料的动态本构模型；二是分析研究不同配筋对混凝土材料破坏形态及其破坏机理的影响，包括：配筋率、配筋间距和配筋形式等因素，建立配筋与混凝土之间的粘结-滑移关系；三是基于以上研究工作，建立强冲击载荷作用下钢筋混凝土动态响应的理论分析模型，并在数值上予以实现。意义：通过本项目的完成，力求为工程设计、结构选材提供优化分析和安全保障。 2100433B

随着各种材料与结构在舰船和潜艇水下防护上的广泛应用，这些材料和结构在水下爆炸冲击载荷作用下的动力学响应研究已引起高度的重视。目前，实验研究方法主要依赖于水下实爆和水池实验，较为不便。因此，如何在实验室中实现模拟水下爆炸冲击波环境，已成为迫切的研究需求。本项目通过理论、数值模拟及实验的方法，研制实验室内专用设备，在不使用炸药的情况下，利用液氮驱动高速弹丸，撞击充水靶仓获取等效水下爆炸冲击波载荷的方法，建立撞击等效水下爆炸冲击响应实验设备。研究不同材料与典结构在水下爆炸冲击载荷作用下的失效模式与吸能变形特性，并结合水下爆炸实验与数值仿真技术验证等效加载实验设备的有效性。冲击加载实验设备的建立能够在一定程度上替代水下爆炸冲击响应实验，使材料与结构的水下爆炸冲击响应研究更加方便、安全，也更具可控性，这将有力地促进水下爆炸冲击下材料与结构的动力学响应研究，相关工作具有科学意义与应用价值。