张 华， 郜余伟， 武守锋

（河海大学 土木与交通学院，江苏 南京 210098）

在自然界及实际工程中有相当一部分混凝土工程在承受动荷载作用之前，已经处于三向应力状态，而大量的研究表明，脆性材料在围压作用下会表现出特殊的力学行为。在高应变率下，随着围压的增大，围压和应变率的耦合作用将使得混凝土材料的应力峰值增加，破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏［1－2］。因此，有必要选取合适的方法对脆性材料在三向应力状态下的动态力学性能进行研究，目前较为多用的实验方法是SHPB主动围压实验。随着SHPB研究的深入，主动围压技术也得以不断发展，中国科学技术大学［3］、空军工程大学（与洛阳立特公司合作）［4］、宁波大学［5］都推出了主动围压装置。但是霍普金森压杆及与其配套的主动围压装置存在以下不足：

（1）对于脆性材料，受应力不均匀性及波形弥散效应的影响，SHPB装置数据测量困难、实验精度低；SHPB装置很难达到每秒104～106范围内更高应变率的加载；由于实验过程瞬间结束，很难观测材料内部体貌的演变过程。

（2）主动围压装置实验技术和测试手段较为复杂；实验过程中试件的变形将导致围压值的波动，影响实验精度；目前主动围压装置，多为二维加载，只是近似模拟工程实际中的三向受力。

数值模拟技术能够提供详细而且丰富的信息量，因此可以直接获取试件各单元的应力、应变、位移等信息，能有效分析混凝土在动态荷载下的力学响应，且数值模拟可以避免电磁干扰、端面摩擦效应、试件平行度公差等外界因素的影响，进而提高了测试精度。……