Page 164 - 《爆炸与冲击》2025年第6期

第 45 卷 单仁亮，等： 加载速率对ACC结构抗剪性能的影响 第 6 期

∆σ nb 为支护构件提供
式中： c j 为结构面内聚力， ∆c b 为支护构件提供的附加内聚力， σ no 为初始围压应力，
φ j 为结构面的摩擦角。
的附加围压应力，
ACC 的作用机理是通过 C 形管，节理岩体受横向剪切作用变形后发生闭合，与内部锚索形成一个
∆c b ；管壁和锚索结构之间的摩阻力也会间接提高结构
近似的整体结构，从而提高结构面的附加内聚力
∆σ nb ，进一步提高结构面的抗剪强度。
面的附加围压

2 ACC 结构双剪试验的数值模拟

受试验条件影响，无法在试验室进行 ACC 原位冲击试验，数值模拟成为了冲击荷载试验研究的必
要手段。

2.1 数值模型的建立
ACC 结构双剪试验的数值模型如图 8 所示，采用 ABAQUS/Explicit 软件进行模拟，左右两侧混凝土
试块在 y=0, 300 mm，z=0, 300 mm 这 4 个面上设置为完全固定铰，以限制 4 个面的位移和变形；中间混凝
土试块在 y=0, 300 mm，z=0, 300 mm 这 4 个侧面限制 x 和 z 方向的位移，在 y 方向上加载位移加载速率，

以模拟真实加载情况。ACC 结构整体为钢结构，其变形损伤准则为金属延性损伤。相关参数设置如
表 5～6 所示，ACC 模型中的锚索长度为 1 100 mm，C 形管长度为 900 mm。采用软件内置的塑性损伤准
则来表征混凝土试块的破坏机理。在中部混凝土试块的上方添加一刚体压板，以监测剪切荷载。为缩
短计算时间，并保障计算准确性，仅对中部的混凝土试块和 ACC 结构进行网格加密。剪切试验的数值
模型，总共有 96 204 个计算单元。

Shear displacement
with different loading
rates applied

Rigid platen

Z X Right concrete
test block
Central concrete
Left concrete test block
300 mm Y test block

Structural
plane

Internal ACC structure of concrete test blocks
300 mm
300 mm

图 8 ACC 结构双剪试验数值模型
Fig. 8 Numerical model of double shear test for ACC Structure

表 5 锚索参数 表 6 C 形管参数
Table 5 Parameters of the anchor cable Table 6 Parameters of C-shaped tube

密度/ 弹性模量/ 屈服应力/ 截面积/ 直径/ 密度/ 弹性模量/ 屈服应力/ 外径/ 内径/
泊松比 泊松比
−3
−3
(kg·m ) GPa MPa mm 2 mm (kg·m ) GPa MPa mm mm
7 800 208.4 1 662 0.31 193.98 17.8 7 850 210 345 0.3 28 24

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