[发明专利]一种用于梯度混凝土复合材料的动态协同工作性能评估方法

说明书

本发明提出一种用于梯度混凝土复合材料的动态协同工作性能评估方法。本发明提出的动态协同工作性能评估方法，将两种混凝土材料视为一个存在相互变形协调关系的二元串联弹簧系统，综合考虑不同冲击压力下梯度混凝土复合材料的协同工作性能，本发明可有效找寻梯度混凝土复合材料结合后的最优厚度比，最大程度发挥两种材料的优势，即最大化优势互补效应。该方法不仅计算简单，而且提供了一种方便、快速的梯度混凝土复合材料协同工作性能判别方法，对于梯度混凝土复合材料的动态冲击响应评估具有重要意义，适合大范围的推广和应用。

技术领域

本发明属于混凝土材料测试技术领域，特别是涉及一种用于梯度混凝土复合材料的动态协同工作性能评估方法。

背景技术

一些耐久性较差但造价相对较低被用作墙板的混凝土材料外部往往更容易发生劣化，需要强度更高、耐久性更好、但造价相对较高的混凝土去加固、修复，以满足工程使用需求。类似危险品仓库墙板等会受到爆炸、冲击荷载的作用，但对于梯度混凝土复合材料的研究，往往更关注的是复合后的粘结性能、抗剪性能等静力性能，没有专门评估梯度混凝土复合材料动态协同工作性能的方法，因此有必要研究梯度混凝土复合材料动力协同工作性能优劣。

混凝土规范中常用立方体或圆柱体试块的单轴强度去衡量混凝土材料的强度。事实上，混凝土在产生屈服或断裂现象时，破坏面处的单元体必然处于复杂应力状态。对于梯度混凝土复合材料而言，试块在单轴荷载作用下的每一个荷载步都是一次复杂的变形协调，最终结果一定是变形和破坏的压力转移到刚度和强度较弱的部分。因此，仅仅用立方体或圆柱体试块的单轴强度去表征梯度混凝土复合材料试块的强度概念并不合理。

因此，为了综合考虑梯度混凝土复合材料的动力协同工作性能，在现有梯度混凝土复合材料静力性能、微观性能研究的基础上，如何提出一种用于梯度混凝土复合材料的动态协同工作性能评估方法，为梯度混凝土复合材料动态冲击响应评估提供新的思路，成了本领域技术人员的长期技术诉求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术中的上述问题，用协同工作性能的概念去辅助衡量梯度混凝土复合材料动态力学性能，提供一种计算简单可行、实施方便的动态协同工作性能判别方法，具体为提出一种用于梯度混凝土复合材料的动态协同工作性能评估方法，所述方法为研究不同冲击压力下梯度混凝土复合材料动力协同工作性能提供新的思路，以找寻最优梯度复合厚度，实现在性能、造价等方面混凝土材料优势互补效应最大化。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出一种用于梯度混凝土复合材料的动态协同工作性能评估方法，所述的动态协同工作性能评估方法综合地考虑不同冲击压力下梯度混凝土复合材料的协同工作性能，将两种材料视为一个存在相互变形协调关系的二元串联弹簧系统，具体包括如下步骤：

第一步、给需要测试的单一混凝土材料试块、梯度混凝土复合材料试块编号；

第二步、测试得到与动态强度测试同尺寸、同龄期单一混凝土材料试块、梯度混凝土复合材料试块静载强度值f_cj；

第三步、采用霍普金森压杆系统测试与静载强度同尺寸、同龄期下的单一混凝土材料试块、梯度混凝土复合材料试块的动态抗压峰值强度f_cd；

第四步、计算试验测试单一混凝土材料、梯度混凝土复合材料试块的动态增大系数DIF_c值；

第五步、以其中一种单一混凝土材料混凝土占整个试块体积百分比作为横坐标，以混凝土试块动态增大系数DIF_c值作为纵坐标，建立坐标系；