Определение динамической прочности на растяжение образцов из тяжелого бетона при ударно-волновом нагружении | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2026. № 99. DOI: 10.17223/19988621/99/12

Определение динамической прочности на растяжение образцов из тяжелого бетона при ударно-волновом нагружении

Представлены результаты определения прочности на растяжение тяжелого бетона марки М600 в квазистатических и динамических условиях. Эксперименты с массивными цилиндрическими образцами при квазистатических условиях проведены методом Бразильского теста на раскалывание, а при динамических -методом ударно-волнового нагружения при отколе. Определен коэффициент динамического упрочнения для исследуемой марки бетона. В совокупности результаты помогают понять механизмы сопротивления бетона растягивающим динамическим нагрузкам, что может улучшить прогнозирование поведения бетонных конструкций при экстремальных воздействиях.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 9

Ключевые слова

тяжелый бетон, ударная волна, прочность на растяжение, Бразильский тест, коэффициент динамического упрочнения

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Петров Павел Олегович	Томский государственный университет	аспирант физико-технического факультета	souzbeton_petrov@mail.ru
Козулин Александр Анатольевич	Томский государственный университет	кандидат физико-математических наук, доцент	kozulyn@ftf.tsu.ru
Савиных Андрей Сергеевич	ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук	кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории реологических свойств конденсированных сред при импульсных воздействиях	savas@ficp.ac.ru
Гаркушин Геннадий Валерьевич	ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук	кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории реологических свойств конденсированных сред при импульсных воздействиях	garkushin@ficp.ac.ru
Жуков Илья Александрович	Томский государственный университет	доктор технических наук, заведующий лабораторией нанотехнологий металлургии	gofra930@gmail.com

Всего: 5

Ссылки

Shanaka B., Mendis P., Duc Ngo T. Ductility design of reinforced very-high strength concrete columns (100-150 MPa). Using curvature and energy-based ductility indices // International Journal of Concrete Structures and Materials. 2016. V. 13 (1). P. 13-37. doi: 10.1186/s40069-019-0347-y.

Kosmatka S.H., Kerkhoff B., Panarese W.C. Design and control of concrete mixtures. 14th ed. Skokie, IL: Portland Cement Association, 2002. 358 p.

Mansour A., Mohyeddin A., Lee J. Load-bearing behaviour of anchors in fibrereinforced concrete - a state of the art review // J. Build. Eng. 2024. V. 91 (5). Art. 109580. doi: 10.1016/j.jobe.2024.109580.

Rajbhandari P., Lee J., Pokharel T., Amirsardari A., Gad E. Tensile performance of headed fasteners in high-strength concrete: Experimental and numerical analysis // Construction and Building Materials. 2025. V. 484. Art. 142225. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2025.142225.

Padilla A., Najvani M.A., Knight E., Rougier E., Stormont J., Reda Taha M.M. Correlating damage and cracking with air (gas) permeability in concrete using the Brazilian tension test // Construction and Building Materials. 2022. V. 348. Art. 128616. doi: 10.1016/j.conbuildmat. 2022.1286.

Fayed A.S., Sherbini A.S., Abou El-Mal H.S.S. Mixed mode fracture behavior of fiber reinforced concrete; Experimental and numerical analysis adopting cracked Brazilian disc specimen // Ain Shams Engineering Journal. 2023. V. 14 (9). Art. 102132. doi: 10.1016/j.asej.2023.102132.

Ma W., Gao D., Ding C., Wang L., Tang J. Whole process analysis on splitting tensile behavior and damage mechanism of 3D/4D/5D steel fiber reinforced concrete using DIC and AE techniques // Construction and Building Materials. 2024. V. 457. Art. 139295. doi: 10.1016/ j.conbuildmat.2024.139295.

ASTM D3967-16. Standard test method for splitting tensile strength of intact rock core speci mens. ASTM International. West Conshohocken, PA, 2016. doi: 10.1520/D3967-1/.

AS 1012.10. Standards Australia, Method 10: determination of indirect tensile strength of con crete cylinders (‘Brazil’ or splitting test). Standards Australia, 2000.

ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Введ. 01.07.2013. М.: Стандартинформ, 2018. 32 с.

Antoun T., Seaman L., Curran D.R., Kanel G.I., Razorenov S.V., Utkin A.V. Spall fracture. NewYork: Springer, 2003. 404 p. doi: 10.1007/b97226.

Hall C.A., Chhabildas L.C., Reinhart W.D. Shock Hugoniot and release states in concrete mixtures with different aggregate sizes from 3 to 23 GPa // AIP Conf. Proc. 1998. V. 429. P. 119122.

Ламзин Д.А., Гонов М.Е., Брагов А.М., Ломунов А.К. Поведение мелкозернистых фибробетонов при разных режимах механического нагружения // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 81. С. 97-109. doi: 10.17223/19988621/81/9.

Forquin P., Erzar B. On the Processing of Spalling Experiments. Part I: Identification of the Dynamic Tensile Strength of Concrete // Int. J. Fract. 2010. V. 163. P. 193-215. doi: 10.1007/s10704-009-9419-3.

Schuler H., Mayrhofer C., Thoma K. Spall experiments for the measurement of the tensile strength and fracture energy of concrete at high strain rates // International Journal of Impact Engineering. 2006. V. 32. P. 1635-1650. doi: 10.1016/j.ijimpeng.2005.01.010.

Kipp M.E., Chhabildas L.C., Reinhart W.D. Chhabildas and W. D. Reinhart. Elastic shock response and spall strength of concrete // AIP Conf. Proc. 1998. V. 429. P. 557-560. doi: 10.1063/1.55664.

Forquin P., Erzar B. Dynamic fragmentation process in concrete under impact and spalling tests // Int. J. Fract. 2010. V. 163. P. 193-215. doi: 10.1007/s10704-009-9419-3.

Chen J.-Y., Liu C.-C., Dong H.-W., Shi D.-S., Zhang Z.-X., Wang D.-J. Dynamic properties of concrete materials under shock loading // Construction and Building Materials. 2013. V. 39. P. 119-123. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2012.05.011.

Tsembelis K., Proud W.G. The dynamic behavior of micro-concrete // AIP Conf. Proc. 2006. V. 845. P. 1496-1499. doi: 10.1063/1.2263608.

Andrews T., Chapman D.J., Proud W.G. The response of concrete to shock-loading // AIP Conf. Proc. 1998. V. 429. P. 119-122. doi: 10.1063/1.55638.

Al-Salloum Y., Almusallam T., Ibrahim S.M., Abbas H., Alsayed S. Rate dependent behavior and modeling of concrete based on SHPB experiments // Cement & Concrete Composites. 2015. V. 55. P. 34-44. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2014.07.011.

Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. M.: Янус-К, 1996. 407 c.

Barker L.M., Hollenbach R.E. Laser interferometer for measuring high velocities of any reflecting surface // J. Appl. Phys. 1972. V. 43. P. 4669- 4675. doi: 10.1063/1.1660986.

Arioglu N., Girgin Z.C., Arioglu E. Evaluation of ratio between splitting tensile strength and compressive strength for concretes up to 120 MPa and its application // ACI Materials Journal. 2006. V. 103 (1). P. 18-24.

Ahmad S.H., Shah S.P. Structural properties of high strength concrete and its implications for precast prestressed concrete // Journal - Prestressed Concrete Institute. 1985. V. 30 (6). P. 92-119.

Shen D., Shi X., Zhu S., Duan X., Zhang J. Relationship between tensile Young’s modulus and strength of Fly ash high strength concrete at early age // Constr. Build. Mater. 2016. V. 123. P. 317-326. doi: 10.1016/J.CONBUILDMAT.2016.06.145.

0stergaard L. Early age fracture mechanics and cracking of concrete: experiments and modelling. Technical University of Denmark, 2003. 286 p.

Savinykh A.S., Garkushin G.V., Kanel G.I., Razorenov S.V. Method of measurement of the dynamic strength of concrete under explosive loading // International Journal of Fracture. 2018. V. 209. P. 109-115. doi: 10.1007/s10704-017-0244-9.

Savinykh A.S., Garkushin G.V., Kanel G.I., Razorenov S.V.Compressive and tensile strength of steel fibrous reinforced concrete under explosive loading // International Journal of Fracture. 2019. V. 215. P. 129-138. doi: 10.1007/s10704-018-00342-w.

Брагов А.М., Игумнов Л.А., Ломунов А.К. Высокоскоростная деформация мелкозернистого бетона и фибробетона. Н/ Новгород: Изд-во Нижегород. Ун-та, 2015. 269 с.