Page 167 - 《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

Range of stress

generation

Stresses are gradually concentrated
at the structural plane

Formation of plastic hinge
points at structural plane

Reaching the load-bearing capacity
limit, the structure begins to fracture

Rupture side structural plane

图 13 ACC 结构内部锚索的应力变化
Fig. 13 Stress variation in internal anchor cables of the ACC structure

1 800
80 Static load condition 76.19 kJ 1 600 Static load condition 1 772.80 kN
Dynamic load condition
Dynamic load condition 1 567.34 kN
70 67.17 kJ
1 400 1 201.24 kN 171.02%
60
Absorbed energy/kJ 50 615.56% 793.22% 913.16% Peak shear load/kN 1 000 654.12 kN 83.64% 139.61% 654.12 kN
1 200
53.81 kJ
848.60 kN
40
800 29.73%
654.12 kN
654.12 kN
30
600
23.27 kJ
20
209.44% 400
10 7.52 kJ 7.52 kJ 7.52 kJ 7.52 kJ 200
0 0
1 2 3 4 1 2 3 4
Impact height/m Impact height/m
(a) Energy absorption (b) Peak shear load
图 14 冲击荷载作用下 ACC 结构的吸能与峰值剪切荷载
Fig. 14 Energy absorption and peak shear load in ACC structures under impact loads
4 结 论

以剪切位移加载速率为变量，探究了准静态及不同中等加载速率下锚索和 ACC 结构的变形特性及
差异性，并根据试验结果，通过模拟的手段探究了冲击动载对 ACC 结构的影响，得到以下主要结论。
(1) 加载速率为 2 ～40 mm/min 时，ACC 结构和锚索的峰值抗剪承载能力受损伤累积速度的负面效
果和应变率强化效应的增益作用影响。加载速率小于 20 mm/min 时，损伤累积速度主导了结构破坏，结
构出现强度弱化现象；加载速率大于 20 mm/min 时，应变率强化的增益效果逐渐抵消损伤累积速度的负
作用，结构整体强度提升。ACC 结构的整体稳定性强于锚索。
(2) 在结构面附近，支护结构表现出拉剪组合破坏现象，但由于 ACC 结构中 C 形管的存在，应力集
中效应降低，试验曲线波动减弱，内部钢丝受剪切作用破坏的情况与锚索相比明显减弱。
(3) ACC 结构形成的锚固系统具备良好的吸能效果，冲击能量越大，吸能效果越明显；且 ACC 结构
在高速冲击作用下，表现出明显的应变率强化效应，冲击速度越高，抗剪承载能力越强。

参考文献：

[1] 陈昊祥, 王明洋, 李杰. 深部岩体变形破坏的特征能量因子与应用 [J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(8): 081103. DOI: 10.11883/

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