Page 59 - 《爆炸与冲击》2023年第2期
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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
图 23 给出了 T=0 mm 时滤波混凝土中单元 E1 和 E2 的位移时程曲线，可以看出，滤波混凝土中并未
发生金属球与混凝土基体之间的相对运动。图 24 给出了具有不同厚度弹性层的滤波混凝土模型在
0.120 ms 时的应力云图。从图 24 可以看出，当金属球没有包裹弹性层时，混凝土基体中无应力集中现
象，但基体中的应力强度较大。弹性层的存在有效地降低了混凝土基体中的应力，但较厚的弹性层也放
大了混凝土基体中的应力集中效应。
100
0.3
Energy proportion/% 60 Displacement/mm 0.2
80
0.1
T=1 mm
40 T=0 mm 0 E1
T=2 mm
T=4 mm E2
0 0.5 1.0 1.5 0 0.5 1.0 1.5
Time/ms Time/ms
图 22 弹性层的厚度不同时混凝土基体的 图 23 无弹性包裹层时滤波混凝土模型中
能量占比时程曲线 单元 E1 与 E2 的位移时程曲线
Fig. 22 Energy proportion time history of concrete matrix Fig. 23 Displacement time history curves of elements E1
with different thicknesses of elastic layers and E2 without an elastic layer in the model
σ y /MPa
3.299
1.398
(a) T=0 mm
−0.503
−2.404
−4.305
−6.206
−8.106
−10.007
(b) T=1 mm
−11.908
−13.809
−15.710
(c) T=4 mm
图 24 具有不同厚度弹性层的滤波混凝土模型在 0.120 ms 时的纵截面应力云图
Fig. 24 Stress contours in the longitudinal sections of the models with different thicknesses of elastic layers at 0.120 ms
3 冲击荷载作用下滤波混凝土层裂破坏数值分析
为了研究滤波混凝土在高峰值冲击荷载下的非线性响应与层裂破坏模式，如图 25 所示，在模拟中
对滤波混凝土模型施加峰值为 40 MPa 的冲击荷载，并与相同荷载作用下的普通混凝土模型进行对比。
模型的材料参数和几何参数如表 1～2 所示。
图 26 展示了普通混凝土模型在峰值为 40 MPa 冲击荷载作用下的层裂破坏模式，可以看出，模型在
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