基于LS-DYNA的ECC管桩的抗冲击性能分析

摘要

为研究工程水泥基复合材料（Engineering Cementitious Composite,ECC）管桩的抗冲击性能，采用Ansys/LS-DYNA对管桩受竖向落锤冲击作用进行模拟。基于静态拉压试验和动态压缩试验获得关键参数，建立ECC管桩的HJC(Holmquist-Johnson-Cook)本构模型，通过霍普金森压杆试验（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）验证有限元模型的正确性。对不同锤体质量和冲击速度组合的管桩模型进行参数化分析，得到管桩在不同冲击能量下的位移、能量时程曲线和有效塑性应变图等动力响应。结果表明：在竖向冲击作用下，ECC管桩的最大残余变形只有高强混凝土（High-Strength Concrete,HC）管桩的66.0%，最小残余变形仅为HC管桩的13.7%；且ECC管桩释放的变形能占比平均为HC管桩的6.26倍。表明ECC管桩较HC管桩有更好的抗损伤能力和弹性恢复能力。

关键词

管桩 / 工程水泥基复合材料(ECC) / 抗冲击性能 / LS-DYNA / 高强混凝土(HC)