加载速率对动弯强度的影响

以弹性模量强化参数AE取0.12，强度强化参数At取0.20为例，加载速率分别取168k N/s、200k N/s、250k N/s和300k N/s，计算得到如图10.2所示的应力—位移曲线。与上述加载速率相对应的动强度分别为3.92MPa、4.03MPa、4.23MPa和4.36MPa。随着加载速率提高，动强度增加，动弹性模量也略有提高。

图10.2　不同加载速率对动弹性模量和动强度的影响

（a）应力—位移曲线；（b）应力—位移局部放大曲线(www.xing528.com)

损伤力学理论研究及相关试验观察（李兆霞等，1994；肖诗云等，2001、2002）显示，静态荷载由于其作用时间相对较长，材料内部的损伤主要表现为微裂缝的扩展、联结和贯穿然后导致破坏；而在短时高速的冲击荷载作用下，材料内部的损伤主要表现为大量的微空洞和微裂纹生成，但来不及扩展，当某一截面上遍布微空洞和微裂纹时，该截面就完全断裂，故材料的动载强度一般高于静载强度且随加载速率的增加而提高。

试验研究（陈厚群、侯顺载等，2000）发现，按一定的加载速率施加动载，在不同预静载水平下得到的动弯拉强度（静动综合弯拉强度）也不同，在一定的静载水平下静动综合弯拉强度高于无初始静载的动弯拉强度。如图10.2中加预静载至80%的静极限荷载后，再施加速率为250k N/s的冲击荷载，即80%S+D250k N/s，静动综合弯拉强度超过了纯动载加载速率为300k N/s时的动载强度。这种物理现象说明，动弯拉强度不但与加载速率有关，而且还与初始静荷载有关。

下面将讨论不同预静载条件，混凝土材料的强度和弹性模量强化参数对试件弯拉强度的影响，探索混凝土的动强度与应变率效应以及其损伤积累的关系。动载加载速率按试验条件（陈厚群、侯顺载等，2000）均取168k N/s。