大尺寸SHPB试验：C30混凝土合理长径比探讨

"大尺寸SHPB试验C30混凝土试件合理长径比研究" 本文探讨了在大尺寸Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)试验系统中，如何为C30混凝土这类准脆性材料选取合适的长径比。作者刘殿书、王洪强、杜玉兰和孙青岭来自中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，他们的研究旨在为类似试验提供指导。 SHPB试验是研究材料动态力学性能的关键技术，尤其在岩石和混凝土的动态特性研究中不可或缺。过去的研究涵盖了各种材料，如泡沫金属、高聚物以及多种岩石和混凝土。然而，不同的试验设备和试件尺寸可能导致结果的不一致。在混凝土试验中，由于其对拉应力的敏感性和微裂纹的影响，混凝土被定义为准脆性材料，其破裂过程既有脆性材料的特点，也有一定的延展性。 在大尺寸SHPB试验中，选择较大直径的试件可以确保材料的均匀性，但这也导致了大直径压杆的问题。试件的长度效应成为关注焦点，因为现有的长径比公式主要是基于金属材料的理论，可能并不完全适用于混凝土。文中提到，Davies和Hunter建议的最佳长径比公式为 \( \frac{L}{D} = 2\nu_s \)，其中 \( L \) 是试件长度，\( D \) 是试样半径，\( \nu_s \) 是试件的有效泊松比，通常近似为0.5。然而，该公式的适用性在混凝土研究中尚未得到充分验证。 通过对C30混凝土进行不同长径比的SHPB冲击试验，研究人员收集并分析了试验数据，并结合数值模拟结果，来确定适合C30混凝土的大尺寸SHPB试验的合理长径比范围。这些分析结果对于相关领域的试验研究具有重要参考价值，有助于优化试验设计，更准确地评估混凝土在高应变率条件下的动态性能，从而深化对混凝土动态力学行为的理解。 关键词: SHPB，长径比，准脆性材料，大尺寸 本文的研究工作强调了在混凝土动态力学研究中，考虑试件尺寸和形状的重要性，尤其是长径比的选择，这不仅影响试验结果的准确性，也可能揭示出混凝土在动态载荷下的新力学特性。通过对现有理论的质疑和实证研究，该研究有望推动SHPB试验技术在混凝土材料科学中的应用更加精细化和可靠。