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爆炸荷载作用下钢纤维混凝土小箱梁的动态响应及损伤分析
| 论文题名： | 爆炸荷载作用下钢纤维混凝土小箱梁的动态响应及损伤分析 |
| 关键词： | 爆炸荷载;钢纤维混凝土小箱梁;动态响应;结构损伤;超声波检测 |
| 摘要： | 近年来桥梁结构上由恐怖袭击、意外事故等引发的爆炸已经严重影响到桥梁的正常使用和人民的生命财产安全，桥梁结构的抗爆性能研究是一个非常迫切的课题。现阶段，研究基本构件在爆炸荷载作用下的动力响应仍是进行抗爆研究的首要任务，而钢纤维混凝土作为一种新型抗爆防护材料，其抗爆性能的研究也越来越受重视，但对其构件在爆炸荷载作用下的研究并不系统。本文采用模型试验和数值模拟相结合的方法对爆炸荷载作用下钢纤维混凝土小箱梁的动态响应及损伤进行了系统研究，主要研究内容及成果如下: (1)总结综述了国内外关于爆炸冲击荷载作用下钢纤维混凝土的研究现状、已有研究成果以及存在的问题，系统研究了爆炸基本现象及爆炸冲击波的基本理论，总结了爆炸冲击波各参数的经验计算公式，分析了桥梁结构的损伤机理。 (2)分析了钢纤维混凝土的材料特点及其动静态本构关系，提出了应变率效应在爆炸荷载作用下对材料性能的影响以及在数值模拟中的解决办法。 (3)通过对比试验研究了不同荷载工况下普通混凝土小箱梁和钢纤维混凝土小箱梁的动态响应，结合试验过程中采集得到的应变和加速度数据分析得到了炸药药量、爆炸高度以及爆炸位置对小箱梁动态响应的影响及规律，通过混凝土超声波检测技术分析了在不同荷载工况作用下结构的损伤程度。 (4)采用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸荷载作用下钢纤维混凝土小箱梁的动态响应进行了数值模拟，并与试验结果进行了对比分析，得到了相似的规律。研究结果表明，在爆炸荷载作用下顶板和翼缘板最容易受损，尤其是顶板，而且相对而言，结构的动态响应对爆炸高度更敏感;在混凝土中掺入钢纤维对提高结构的整体抗爆性能有很大帮助。 |
| 作者： | 杨云锋 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 姜天华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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