Page 165 - 《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

2.2 数值模型的准确性

ACC 结构双剪试验的数值模拟过程中可分为 3 个阶段，分别为初始预应力施加、开始施加剪切荷
载发生变形和结构破坏阶段，如图 9 所示。

Mises stress/Pa Mises stress/Pa Mises stress/Pa

2.212×10 9 2.317×10 9 2.318×10 9
2.028×10 9 2.124×10 9 2.125×10 9
1.844×10 9 1.931×10 9 1.931×10 9
1.659×10 9 1.738×10 9 1.738×10 9
1.475×10 9 1.545×10 9 1.545×10 9
1.291×10 9 1.352×10 9 1.352×10 9
1.106×10 9 1.159×10 9 1.159×10 9
9.218×10 8 9.655×10 8 9.658×10 8
7.374×10 8 7.724×10 8 7.726×10 8
5.531×10 8 5.793×10 8 5.795×10 8
3.687×10 8 3.863×10 8 3.864×10 8
1.844×10 8 1.932×10 8 1.932×10 8
0 0 0
(a) Initial prestressing application (b) Shear deformation (c) Structural breaks
图 9 数值模拟中 ACC 结构的变形过程
Fig. 9 Deformation evolution of ACC structures in numerical simulation

剪切位移加载速率为 2 和 20 mm/min 时，数值模拟和试验得到的剪切荷载-剪切位移曲线如图 10 所
示。由图 10 可知，加载速率为 2 mm/min 时，数值模拟的峰值剪切荷载是试验的 93.73%；加载速率为
20 mm/min 时，数值模拟的峰值剪切荷载是试验的 105.56%，模拟结果与试验结果基本一致。由图 11 可
知，数值模拟得到的混凝土试块的压缩损伤区域与试验结果相似，压缩损伤区域开始于两侧的孔洞边
缘，逐渐向内扩展。这说明，数值模型能较好地描述 ACC 结构在双剪试验中的变形过程。

700 655.27 kN 600

Numerical simulation Numerical simulation 539.78 kN
600 Indoor testing 614.20 kN 500 Indoor testing 511.34 kN
500 400
Shear load/kN 400 Shear load/kN 300

300
200 200

100 100

0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80
Shear displacement/mm Shear displacement/mm
(a) 2 mm/min (b) 20 mm/min
图 10 数值模拟与试验得到的剪切荷载-剪切位移曲线
Fig. 10 Shear load-displacement curves obtained from numerical simulation and experimental tests

Pressure damage Pressure damage
damage area damage area

(a) 2 mm/min (b) 20 mm/min

图 11 数值模拟与试验得到的混凝土受压损伤区域
Fig. 11 Compressive damage zones in concrete obtained from numerical simulation and experimental validation

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