【摘 要】
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合理掺加纤维的活性粉末混凝土（RPC）相对混凝土和高强混凝土具有更致密的微观结构、更高的韧性。RPC动态性能受到关注,但RPC动态受拉应力-应变计算模型缺乏、RPC动态受压应力-应变模型缺少动态弹性模量计算方法,导致RPC构件抗爆性能计算结果失真。针对上述问题,本文开展了如下工作:（1）基于分离式霍普金森拉杆（SHTB）开展了纤维RPC动态受拉试验,获得了纤维RPC的动态受拉应力-应变曲线,揭示了
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（52078169,51578184）； 黑龙江省优秀青年科学基金项目（YQ2019028）；
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合理掺加纤维的活性粉末混凝土（RPC）相对混凝土和高强混凝土具有更致密的微观结构、更高的韧性。RPC动态性能受到关注,但RPC动态受拉应力-应变计算模型缺乏、RPC动态受压应力-应变模型缺少动态弹性模量计算方法,导致RPC构件抗爆性能计算结果失真。针对上述问题,本文开展了如下工作:（1）基于分离式霍普金森拉杆（SHTB）开展了纤维RPC动态受拉试验,获得了纤维RPC的动态受拉应力-应变曲线,揭示了应变率(98～528 s-1)、不同纤维种类和掺量对RPC动态受拉性能的影响,建立了钢纤维RPC在应变率介于10-6～528 s-1的抗拉强度增大系数DIFft和动态受拉吸能能力Wt的计算公式。发现应变率在133～296 s-1之间时,2%钢纤维掺量的RPC的动态受压吸能能力Wc是其动态受拉吸能能力Wt的6倍,提出了钢纤维RPC实测动态受拉应力-应变曲线与计算模型的总吸能等效原则以确定钢纤维RPC受拉破断点的方法,建立了考虑动态韧性特点的钢纤维RPC受拉应力-应变模型。（2）揭示了应变率(3×10-5～317 s-1)、钢纤维掺量（0～5%）和温度（20～800℃）对RPC动态受压性能的影响,发现RPC高温-动态受压耦合效应,该效应导致高温下RPC的抗压强度动态增大系数(DIFTfc)低于高温下RPC抗压强度折减系数与常温下RPC动态抗压强度增大系数DIFfc之积。基于连续损伤模型理论,引入了动态弹性模量增大系数DIFE,建立了钢纤维RPC高温-动态受压应力-应变模型,与试验结果对比验证了模型的准确性和适用性。克服了已有RPC动态本构模型参数多、参数取值方法不明确等缺陷。（3）由于RPC结构致密、且掺加一定的增韧纤维,不宜用混凝土损伤（Karagozian＆Case,简称K＆C）模型直接进行RPC构件抗爆分析。不同学者给出的RPC的修正K＆C模型未考虑摩擦系数,高估RPC的抗压强度导致计算结果偏于不安全。针对上述问题,通过RPC静力受压试验、静力弯折试验和RPC柱抗爆试验,整体修正了失效面参数、损伤函数和状态方程。基于所建立的钢纤维RPC动态拉压计算模型修正了K＆C模型的应变率效应函数。修正后的K＆C模型可以准确考虑不同钢纤维掺量RPC的静、动力性能。基于改进的K＆C模型分析了爆炸作用下RPC柱的动态响应,结果表明,相较于已有K＆C模型,改进的K＆C模型可以较准确计算爆炸作用下钢纤维RPC柱的动态响应,为RPC构件的抗爆分析提供了参考。由于RPC拉、压强度的动态增长系数不同,爆炸作用引起的动态效应与动态抗力之比不同,基于等效单自由度（SDOF）法,实现了考虑弯曲响应和剪切响应的RPC单向板破坏模式分析。提出了计算RPC单向板在爆炸作用下破坏模式的P-I曲线图法。提出了以弯曲损伤因子θ=2°,剪切损伤因子γ=1%为RPC单向板弯曲破坏和剪切破坏的分界线的判别方法,实现了RPC单向板基于P-I曲线图的破坏模式的量化分区。剪切破坏准则的引入使得P-I曲线图由原有的4个分区变为5个（新增1个剪切分区）,结果表明:当爆炸作用超压和冲量均较大时,RPC单向板发生剪切破坏,解决了原P-I曲线分区低估RPC单向板支座处的剪切破坏而导致抗爆设计偏于不安全的问题。
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