Page 167 - 《爆炸与冲击》2026年第2期

第 46 卷 高 矗，等： 剪切增强和应变率效应对混凝土类材料状态方程的影响 第 2 期

5 结 论

以混凝土类材料中的水泥砂浆为例，首先收集了系统完善的水泥砂浆静、动态力学性能实验数据，
在此基础上对 Kong-Fang 模型参数进行了详细标定，然后利用 LS-DYNA 中 SPG 算法对水泥砂浆静水压缩
实验和平板撞击实验进行了精细化数值模拟，定量分析了剪切增强效应和应变率效应对混凝土类材料
状态方程的影响，并对平板撞击实验中的剪切增强和应变率耦合效应进行了详细讨论，得到的主要结论如下。
(1) 利用 Kong-Fang 模型和 SPG 算法可准确模拟混凝土类材料包括剪切增强和应变率效应在内的
复杂动态力学行为。
(2) 将有限压力范围状态方程外推至宽广压力范围的做法是不可取的，为实现爆炸冲击荷载作用下
混凝土类材料在高-中-低压下的动态力学行为的精细化模拟，必须依据可靠的状态方程行为实验数据建
立混凝土类材料宽广压力范围状态方程。
(3) 为避免数值模拟过程中重复考虑剪切增强效应和应变率效应而高估爆炸冲击荷载作用下混凝土
类材料的抗力，在利用平板撞击实验数据标定状态方程参数时须剔除剪切增强和应变率耦合效应的影响。
(4) 现阶段建立混凝土类材料宽广压力范围状态方程存在明显的悖论，利用数值迭代策略剔除平板
撞击实验中剪切增强和应变率耦合效应的影响，可能是建立爆炸冲击荷载作用下混凝土类材料高精度
宽广压力范围状态方程的有效手段。

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