Page 56 - 《爆炸与冲击》2023年第2期

第 43 卷 李国强，等： 冲击荷载作用下滤波混凝土的动态响应与层裂损伤数值研究 第 2 期

σ y /MPa
3.745
2.884
2.023
1.162
0.301
(a) Normal concrete −0.559
−1.420
−2.281
−3.142
−4.003
−4.864
(b) Filter concrete
图 14 模型在 0.270 ms 时的纵截面应力云图
Fig. 14 Stress contours of the model in the longitudinal section at 0.270 ms
0.6

0.4
0.5 0.3
Displacement/mm 0.3 Displacement/mm 0.2
0.4

0.2
0.1 0.1
E1 E1
0 E2 0 E2
0 0.5 1.0 1.5 0 0.5 1.0 1.5
Time/ms Time/ms
(a) Normal concrete (b) Filter concrete
图 15 单元 E1 与 E2 的位移时程曲线
Fig. 15 Displacement time history curves of elements E1 and E2

Total energy
3.0
Concrete matrix
Metal ball+elastic layer
2.5
Energy/J 2.0
1.5

1.0
0.5

0 0.5 1.0 1.5 2.0
Time/ms
图 16 滤波混凝土模型中各部分的能量时程曲线
Fig. 16 Energy time history curve of each part in the filter concrete model
以上结果表明，由包裹弹性层的金属球组成的滤波单元可以有效地降低冲击荷载作用下滤波混凝
土中的应力波沿程传播速度和应力峰值。但是由于较软弹性层的存在，滤波混凝土基体中存在应力集
中现象，如图 13(b) 中的虚线区域所示。图 17 展示了滤波混凝土模型截面 S0 处弹性层附近混凝土基体
单元 E3～E5 的应力时程曲线，可以看出，距离弹性层最近的基体单元 E3 的峰值应力远大于 E4 和 E5 单

023201-9