• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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三轴应力状态下混凝土的侵彻性能研究

徐松林 单俊芳 王鹏飞 胡时胜

宋延泽, 李志强, 赵隆茂. 基于十四面体模型的闭孔泡沫材料动态力学性能的有限元分析[J]. 爆炸与冲击, 2009, 29(1): 49-55. doi: 10.11883/1001-1455(2009)01-0049-07
引用本文: 徐松林, 单俊芳, 王鹏飞, 胡时胜. 三轴应力状态下混凝土的侵彻性能研究[J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(7): 071101. doi: 10.11883/bzycj-2019-0034
SONG Yan-ze, LI Zhi-qiang, ZHAO Long-mao. Finite element analysis of dynamic crushing behaviors of closed-cell foams based on a tetrakaidecahedron model[J]. Explosion And Shock Waves, 2009, 29(1): 49-55. doi: 10.11883/1001-1455(2009)01-0049-07
Citation: XU Songlin, SHAN Junfang, WANG Pengfei, HU Shisheng. Penetration performance of concrete under triaxial stress[J]. Explosion And Shock Waves, 2019, 39(7): 071101. doi: 10.11883/bzycj-2019-0034

三轴应力状态下混凝土的侵彻性能研究

doi: 10.11883/bzycj-2019-0034
基金项目: 国家自然科学基金(11672286,11602267,11472264,11872361);中石油与中科院重大战略合作项目(2015A-4812);安徽省自然科学基金(1708085MA05)
详细信息
    作者简介:

    徐松林(1971- ),男,博士,副教授,slxu99@ustc.edu.cn

    通讯作者:

    王鹏飞(1985- ),男,博士,副研究员,pfwang5@ustc.edu.cn

  • 中图分类号: O347.3

Penetration performance of concrete under triaxial stress

  • 摘要: 研制了三轴应力状态作用下混凝土侵彻实验装置。该装置采用液压伺服控制系统对立方体试件施加三向独立的静载、采用高压气体驱动子弹侵彻混凝土试件;试件六个面的动态压缩信号和侧面摩擦信号可由六根杆上的应变片记录。以混凝土试件为例,对立方体试件施加三向独立的0~100 MPa真三轴静载,研究其在不同应力状态下的侵彻性能,得到了立方体试件在无侧限、单向侧限、双向侧限下的侵彻差异,揭示出应力状态对侵彻性能的影响。
  • 图  1  三轴应力状态下混凝土侵彻实验系统

    Figure  1.  Penetration system for concrete specimen under true tri-axial confinement

    图  2  侧向阻力的计算原理

    Figure  2.  Calculation of lateral tractions

    图  3  试件在静载[0 MPa, 0 MPa, 0 MPa]、冲击速度53.8 m/s下六根杆上的典型信号

    Figure  3.  Recorded wave profiles in six bars under [0 MPa, 0 MPa, 0 MPa] triaxial static load and impact velocity 53.8 m/s

    图  4  试件在静载[0 MPa, 0 MPa, 0 MPa]三种接触条件、冲击速度约50 m/s下的应力分析

    Figure  4.  Stress analyses of specimen under three contact conditions at triaxial static load [0 MPa, 0 MPa, 0 MPa] and impact velocity 50 m/s

    图  5  试件在冲击速度约190 m/s、四种静载下的应力分析

    Figure  5.  Stress analyses of specimen under impact velocity 190 m/s and four triaxial confinement

    图  6  冲击速度对试件侧面摩擦阻力的影响

    Figure  6.  Effect of static confinement on frictional resistance of specimen

    图  7  静载条件和冲击速度对试件侵彻阻力的影响

    Figure  7.  Effects of static confinement and impact velocity on penetration resistance of specimen

    图  8  不同静载条件下混凝土试样破坏形态

    Figure  8.  Failure patterns of concrete samples under different lateral confinement

  • [1] CHEN X W, LI Q M. Deep penetration of non-deformable projectile with different geometrical characteristics [J]. International Journal of Impact Engineering, 2002, 27: 619–637. DOI: 10.1016/S0734-743X(02)00005-2.
    [2] CHEN X W, LI J C. Analysis on the resistive force in penetration of a rigid projectile [J]. Defense Technology, 2014, 10: 285–293. DOI: 10.1016/j.dt.2014.06.007.
    [3] LI Q M, CHEN X W. Dimensionless formulae for penetration depth of concrete target impacted by a non-deformable projectile [J]. International Journal of Impact Engineering, 2003, 28: 93–116. DOI: 10.1016/S0734-743X(02)00037-4.
    [4] KENNEDY R P. A review of procedures for the analysis and design of concrete structures to resist missile impact effects [J]. Nuclear Engineering and Design, 1976, 37: 183–203. DOI: 10.1016/0029-5493(76)90015-7.
    [5] YOUNG C W. Penetration equations : SAND 97-2426 [R]. 1997.
    [6] FORRESTAL M J, FREW D J, HANCHAK S J, et al. Penetration of grout and concrete targets with ogive-nose steel projectile [J]. International Journal of Impact Engineering, 1996, 18(5): 465–476. DOI: 10.1016/0734-743X(95)00048-F.
    [7] QIAN L, YANG Y, LIU T. A semi-analytical model for truncated ogive-nose projectiles penetration into semi-analytical concrete targets [J]. International Journal of Impact Engineering, 2000, 24(9): 947–955. DOI: 10.1016/S0734-743X(00)00008-7.
    [8] 文鹤鸣. 混凝土靶板冲击响应的经验公式 [J]. 爆炸与冲击, 2003, 23(3): 267–274. DOI: 10.11883/1001-1455(2003)03-0267-08.

    WEN Heming. Empirical equations for the impact response of concrete targets [J]. Explosion and Shock Waves, 2003, 23(3): 267–274. DOI: 10.11883/1001-1455(2003)03-0267-08.
    [9] 薛建锋, 沈培辉, 王晓鸣. 弹体斜侵彻混凝土靶的实验研究及其数值模拟 [J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(3): 536–543. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)03-0536-08.

    XUE Jianfeng, SHEN Peihui, WANG Xiaoming. Experimental study and numerical simulation of projectile obliquely penetrating into concrete target [J]. Explosion and Shock Waves, 2017, 37(3): 536–543. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)03-0536-08.
    [10] 宋春明, 李干, 王明洋, 等. 不同速度段弹体侵彻岩石靶体的理论分析 [J]. 爆炸与冲击, 2018, 38(2): 250–257. DOI: 10.11883/1001-1455(2018)02-0250-08.

    SONG Chunming, LI Gan, WANG Mingyang, et al. Theoretical analysis of projectiles penetrating into rock targets at different velocities [J]. Explosion and Shock Waves, 2018, 38(2): 250–257. DOI: 10.11883/1001-1455(2018)02-0250-08.
    [11] 徐松林, 王鹏飞, 赵坚, 等. 基于三维Hopkinson杆的混凝土动态性能研究 [J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(2): 180–185. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)02-0180-06.

    XU Songlin, WANG Pengfei, ZHAO Jian, et al. Dynamic behaviors of concrete under static triaxial loading using "3D-Hopkinson bar" [J]. Explosion and Shock Waves, 2017, 37(2): 180–185. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)02-0180-06.
    [12] 徐松林, 王鹏飞, 单俊芳, 等. 真三轴静载作用下混凝土的动态力学性能研究 [J]. 振动与冲击, 2018, 37(15): 59–67. DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2018.15.008.

    XU Songlin, WANG Pengfei, SHAN Junfang, et al. Dynamic behavior of concrete under static tri-axial loadings [J]. Journal of Vibration and Shock, 2018, 37(15): 59–67. DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2018.15.008.
    [13] 王礼立. 应力波基础 [M]. 2版. 北京: 国防工业出版社, 2010: 270−300.
  • 期刊类型引用(8)

    1. 闫作龙,孔祥振,孙宇雁,孙晓晨,吴远,王子国. 锥台嵌挤混凝土预应力分布规律研究. 北京工业大学学报. 2025(01): 72-86 . 百度学术
    2. 陆建华,袁良柱,谢雨珊,陈美多,王鹏飞,徐松林. 细观非均匀介质中的耦合波动传播. 爆炸与冲击. 2024(09): 62-76 . 本站查看
    3. 叶想平,南小龙,段志伟,俞宇颖,蔡灵仓,刘仓理. 样品粗糙度对材料SHPB动态压缩性能的影响. 爆炸与冲击. 2022(01): 53-59 . 本站查看
    4. 王子国,王松涛,孔祥振,孙宇雁. 锥台嵌挤预应力约束混凝土的抗侵彻性能. 爆炸与冲击. 2022(10): 74-86 . 本站查看
    5. 苗春贺,陈丽娜,单俊芳,王鹏飞,徐松林. 水泥砂浆抗弹性能研究. 高压物理学报. 2021(02): 111-121 . 百度学术
    6. 程怡豪,王明洋,王德荣,宋春明,岳松林,谭仪忠. 侵彻条件下两类靶体材料静阻力的探讨. 爆炸与冲击. 2020(06): 4-14 . 本站查看
    7. 陈丽娜,单俊芳,周李姜,王鹏飞,徐松林. 应力状态对水泥砂浆侵彻性能的影响. 振动与冲击. 2020(15): 32-40 . 百度学术
    8. 郭瑞奇,任辉启,张磊,龙志林,吴祥云,徐翔云,李泽斌,黄魁. 分离式大直径Hopkinson杆实验技术研究进展. 兵工学报. 2019(07): 1518-1536 . 百度学术

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-24
  • 修回日期:  2019-03-15
  • 刊出日期:  2019-07-01

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