Page 120 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 王千惠，等： 负泊松比防爆墙抗爆性分析 第 4 期

设计规范》 [18] 规定，将立方体抗压强度换算棱柱体抗压强度，换算公式为：

(2)
f ck = 0.76 f m,cu
如图 2 所示，连续打印 120.0 mm×120.0 mm×300.0 mm 的大试块，待试块固化后切割成边长为
70.7 mm 的立方体试件。同时，浇筑 1 组试件作为对照组。打印及浇筑试件，均覆膜 24 h 后养护至 28 d
龄期。

图 1 立方体抗压试验实物图 图 2 3D 打印试件制备打印过程
Fig. 1 Photograph of the cubic compression test Fig. 2 3D printing specimen preparation

由于 3D 打印的特殊工艺会造成构件在力学性能上具有各向异性 [19] ，本文按照打印移动方向、水平
垂直于打印路径和竖向垂直于打印面方向定义 x、y 和 z 方向，如图 3 所示。将打印制备的试件分为
3 组，分别以 x、y 和 z 方向作为加载方向，相对应的试件标号为 TX、TY、TZ；对照组（MC）为浇筑试件，
不需要区分加载方向。3D 打印制备的各组试件加载方向如图 4 所示。

Loading direction of TZ

Printing path
Loading
direction
Loading of TX
z direction
y of TY
x

图 3 3D 打印方向示意图 图 4 3D 打印试件加载方向示意图
Fig. 3 Schematic of 3D printing orientation Fig. 4 Loading directions of 3D-printed specimens

抗压强度结果见图 5，打印所得试件抗压均
低于浇筑试件，且 TY 组试件的抗压强度最低， 50
但 3 组结果最大差异仅为 13.7%，后文中不考虑 42.83 MPa 39.51 MPa 38.70 MPa
混凝土抗压性能的各向异性，并取用强度最低 40 34.08 MPa
的 y 方向的抗压强度。依据 CEB-FIB(2010) 规 30
范 [20] ，估算材料的抗拉强度平均值： Cubic compressive strength/MPa
® 2/3 20
0.3 f ck f ck ≤50 MPa
f ctm = (3)
2.12ln(1+0.1(f ck +∆ f)) f ck ＞50 MPa 10
f ck 为棱柱体抗压强度，∆f =8 MPa。由于材
0
式中：
料抗压强度为 34.08 MPa，选择式 (3) 进行计算， T-MC TX TY TZ
得到抗拉强度平均值为 3.15 MPa。根据文献 [18]， 图 5 3D 打印混凝土立方体抗压强度
ε u 约为 0.000 1。 Fig. 5 Cubic compressive strength of 3D printed concrete
取混凝土极限拉应变

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