Resistance of grid steel-tube-confined concrete targets against projectile impact: Experimental investigation and analytical engineering model

Steel-tube-confined concrete (STCC) targets are provided with excellent anti-penetration performance over semi-infinite concrete (SIC) targets since the steel tube imposes passive restraint on the in-filled concrete during the penetration process. Grid STCC system with square steel tubes is a potential solution to protective structures. In this paper, experiments of 9-cell grid STCC targets penetrated by 12.7 mm Armor Piercing Projectile (APP) were performed. The influence of side length and thickness of steel tube, steel ratio and impact velocity on anti-penetration performance were taken into account. Additionally, single-cell square STCC targets were also designed and tested for comparison with the 9-cell grid STCC targets. Damage modes and parameters of the tested targets were measured and discussed. Moreover, the stiffness of radial confinement of grid STCC targets is achieved according to the elastic solution of infinite cylindrical shell in Winkler medium. Furthermore, the penetration resistance and depth of penetration (DOP) for grid STCC targets are obtained on the basis of the dynamic finite spherical cavity-expansion (FSCE) models including radial confinement effect. It is shown that the 9-cell grid STCC targets with optimal dimension match of thickness and side length of steel tube can reduce the DOP by about 17 % and 23 % in comparison with the SIC targets and single-cell square STCC targets, respectively, due to both the confinement of square steel tube to concrete in the impacted cell and the additional confinement of the surrounding cells to the impacted cell; the penetration resistance and DOP of the grid and cellular STCC targets with similar steel ratio is close, and thus the grid STCC targets with simpler manufacturing process and excellent in-plane expandability are preferred in engineering practice; moreover, the predicted results of DOP model based on the FSCE models agree well with the tested results with the maximum disparity less than 12 % and the proposed model is more applicable to the grid and cellular STCC targets with high radial confinement.     

超高分子量聚乙烯纤维混凝土的基本力学性能

针对C70等级高强混凝土,设计了4种超高分子量聚乙烯纤维掺量混凝土,通过立方体抗压、劈裂抗拉和四点弯曲抗折试验,分析了纤维掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:超高分子量聚乙烯纤维对混凝土的抗压强度增强作用不明显,但较大提高了混凝土的抗拉强度和抗折强度,且对混凝土有很好的阻裂、增韧效果。在纤维体积掺量为0.3%~0.5%时,劈裂抗拉强度提高25%以上;掺量0.5%时,弯曲抗折强度提高率超过23%。     

全CFRP筋混凝土柱低周反复荷载试验研究

考虑轴压比、剪跨比和配箍形式的影响,对6根全CFRP筋混凝土柱进行低周反复荷载试验,通过分析滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数和耗能能力等特征,研究CFRP筋混凝土柱的抗震性能。试验结果表明:CFRP筋混凝土柱具有较强承载能力和变形能力;轴压比和剪跨比是影响试件抗震性能的主要因素,轴压比越小,试件的变形和耗能能力越强,刚度退化越平缓,剪跨比越大,试件的变形能力越强;通用屈服弯矩法计算得到的延性系数能够较好反映CFRP筋混凝土柱的延性,轴压比越小、剪跨比越大,试件的延性越好;新型螺旋式矩形箍筋在试件延性及耗能方面表现良好,可以应用于工程实际。     

东莞商业中心超长混凝土结构无缝施工技术

在超长钢筋混凝土结构施工中,为防止混凝土受温度应力和干缩应力而引起开裂,通常采用设置后浇带的方法加以处理.一般每30～40 m设一道后浇带,40～50 d后再浇筑膨胀混凝土.这种常规的后浇带施工,工序复杂,施工时间长,质量不易保证.东莞商业中心三期B区H-6项目工程施工中,结合超长混凝土结构的具体特点,采用超长混凝土结...     

U型BFRP箍筋试件受剪试验分析

针对U型箍筋抗剪试验缺乏强度折减实践依据的问题,设计15个配有BFRP箍筋的C30混凝土U型试件。在BFRP箍筋两侧用套筒将其锚固,弯折成U型,箍筋两端采用穿心千斤顶施加荷载,逐渐加载至BFRP箍筋破坏。通过分析试验数据,建立试件受力模型,可知弯折部位锚固长度对BFRP箍筋强度折减有较大影响,最大折减为原强度的65%;随着锚固长度的增加,BFRP箍筋强度呈线性增加至某个定值;最后推导出U型BFRP箍筋强度折减公式。     

火灾场钢筋混凝土简支梁抗弯性能分析

通过对火灾中钢筋混凝土简支梁截面温度场和材料热力学性能分析,将混凝土分为弹性区和塑性区来分别计算其强度,建立了火灾场简支梁截面内混凝土应力和梁极限抗弯承载力的计算公式,通过具体算例分析了钢筋混凝土简支梁截面温度场和极限承载力的变化规律和原因。     

混凝土板模爆方法数值模拟研究

分析混凝土结构在1/4模型中应变率对于爆炸相似律的影响,并用数值模拟的方法进行混凝土板的模爆方法研究,得出混凝土板在爆炸作用下复印比例定律近似成立的结论。考察数值模拟中产生计算误差的原因,发现混凝土板模型在采用4cm网格时会出现较大的计算偏差,其原因部分是由于网格尺寸引起的,部分是由于计算采用的混凝土局部损伤失效模型引起的。     

模拟刚性动能弹丸侵彻混凝土的FE-SPH方法

应用动力有限元与SPH相结合的方法对刚性动性弹丸高速侵彻混凝土靶进行了数值模拟分析,使用HJC本构建模型描述混凝土。计算结果与在57气体炮上所获得的实验数据基本吻合,并能再现侵彻过程中弹的运动及混凝土的飞散、应力波的传播等物理现象。计算结果说明这种新的算法及HJC本构模型用来描述混凝土的侵彻问题是可行和有效的。     

带电粒子束自生力对束流扩散的影响

带电粒子束由于受到静电斥力作用 ,它在传输时总是扩散的。本文根据相对论的罗仑兹变换以及牛顿运动定律 ,研究了带电粒子束在其自生空间电荷力作用下通过外层空间的真空中传输时的扩散现象 ,得出了粒子束传输的扩散方程 ,提出了一种计算粒子束扩散半径的方法。然后讨论了影响粒子束传输的各种因素 ,包括粒子束类型、能量、束流、出口初始束半径以及散角等。最后从传输技术角度指出了宜选择高能小流初始半径大的电子束 ,研究结果不仅同国外研究相符合 ,而且将为研究粒子束传输技术提供科学依据。     

新型抗冲击、抗爆炸防护结构的研究

海湾战争、科索沃战争和伊拉克战争表明,完善的防护工程体系在高科技局部战争中具有极为重要的作用。针对目前防护工程中存在的一些问题,提出了一种新型抗冲击、抗爆炸防护结构,该防护结构以钢管混凝土短构件为基本构件,通过一定的组合方式组成一种新型的遮弹结构,由于钢管混凝土构件具有承载能力高、抗压强度大尤其是延性好的特性,因此该新型遮弹结构的抗冲击和抗爆炸能力是很强的,非常适宜在防护工程中应用。