为了研究晶质石墨矿石试样在冲击荷载作用下的破碎能耗特征，采用 50 mm的分离式霍普金森压杆（SHPB）试验装置，设置气压间隔为0.1 MPa，0.2~0.6 MPa共5组冲击气压，进行不同加载速率条件下石墨矿石试样冲击压缩试验，并分析石墨矿石试样破碎能耗规律。试验结果表明：在冲击荷载作用下，石墨矿石试样的动态抗压强度与平均应变率具有较强的三阶多项式关系，且石墨矿石在冲击荷载作用下具有动态硬化作用，其动态抗压强度随着应变率的增大呈非线性增大，呈现明显的应变率效应; 石墨矿石试样破碎耗能与入射能具有显著的对数关系，随着入射能增大，试样破碎耗能也随之增大，但其试样破碎耗能所占比例随应变率增大逐渐由0.38下降至0.11; 随着平均应变率增大，石墨矿石试样破碎耗能密度呈非线性增长，具有较强的应变率效应; 石墨矿石试样的破碎平均粒径与破碎耗能密度具有显著的三阶多项式相关关系，随着石墨矿石试样耗能密度增加，石墨矿石试样破碎程度加剧，可以采用石墨矿石试样破碎块度平均粒径实现对石墨矿石试样破碎程度进行定量描述。

针对磁铁矿石在采选和破碎过程中耗能巨大的问题，借助分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置，对磁铁矿石进行不同应变率条件下的冲击压缩试验，分析磁铁矿石的动态力学特性及其破坏过程中的能量耗散特征，并借助ANSYS/LSDYNA软件模拟试样完整动态破坏过程。研究结果表明：磁铁矿石试样的动态抗压强度具有显著的应变率相关性，应变率从43.94~147.75 s-1，其动态抗压强度从126.77 MPa提高到220.62 MPa。能量传递规律分析表明，随着入射能的增大，反射能增长趋势增大，最大占比约占总入射能的22%; 而透射能增长趋势减小，且透射能占比从低入射能下的78%降低至高入射能下的38%，用于试件破碎的耗散能量逐步增多，与入射能呈线性关系。其破坏模式从中低应变率下的劈裂破坏转为高应变率下的压碎破坏，从破碎尺度来看，中低应变率下碎块多为大块状，而高应变率下碎块尺度较小且多呈细粒状及针状。数值仿真计算表明试件最开始发生破坏是由试件入射杆端面的“十字”反射拉伸波引起的。研究结果可为判断磁铁矿石动力破碎的难易程度以及提高冲击破岩效率提供参考。

掌握岩石(体)在爆破动载作用下的动态力学响应是《爆破工程》课程的一项重要教学内容。由于土木或采矿类专业学生缺乏波动力学、岩石动力学等基础理论, 采用讲授法讲解岩石动态力学特性的知识点时教学效果较差, 影响后续的岩体破碎机理等内容的学习。为此, 将岩石类材料的分离式霍普金森压杆实验(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)应用于《爆破工程》实践教学中, 通过测定岩石动态压缩强度, 观察试件破坏形态, 引导学生理解岩石材料在不同应变率下的动态力学响应。运用有限元软件LS-DYNA对SHPB实验进行数值模拟, 再现应力波传播和岩石破坏过程, 达到动态冲击的演示功能。实践效果表明：这种教学方式使学生能够直观地感知应力波的传播过程, 清晰地了解岩石动态破坏机理, 掌握岩石类材料动态力学性能与应变率之间的关系, 为进一步学习爆破工程理论奠定基础。

为探索湖北省西部地区郑万高铁湖北段苏家岩隧道炭质页岩段围岩动态拉伸力学特性, 从而为层状岩体地层隧道爆破破岩机理研究提供依据, 采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置, 同时借助高速摄像及数字图像相关技术(DIC), 开展0°、30°、45°、60°和90°共5种不同冲击角度(冲击加载方向与试样层理面夹角)下鄂西炭质页岩动态巴西劈裂试验, 每个冲击角度工况采用0.1 MPa、0.2 MPa及0.3 MPa共3种冲击气压进行动态加载来达到不同冲击速率, 以研究冲击角度和冲击速度对炭质页岩动态抗拉强度及动态拉伸破坏模式的影响规律。研究结果表明: 不同冲击速度下, 随着冲击角度增加炭质页岩动态抗拉强度整体呈现出先减小后增大的趋势, 且冲击角度为30°时最小, 冲击角度为90°时最大, 页岩动态抗拉强度呈现出显著的各向异性特征, 且随着冲击速度增加页岩动态抗拉强度各向异性程度也随之降低; 随着冲击速度增加, 炭质页岩动态抗拉强度均相应增大, 且动态抗拉强度与冲击速度具有显著的线性关系; 此外, 冲击角度和冲击速度均对页岩动态拉伸破坏模式有较大的影响。

为研究偏心距、配箍率对玻璃纤维复合材料(GFRP)筋珊瑚礁混凝土柱偏心受压承载性能和弯曲延性的影响，对5根珊瑚礁混凝土柱进行偏心受压试验，研究偏心距对试件承载性能、GFRP纵筋应变、混凝土应变、竖向位移及柱中挠度的影响。基于上述5组偏心距，采用ANSYS软件建立15根珊瑚礁混凝土柱模型，即每组偏心距下分别设计0.375%(箍筋间距分别为100、75、50 mm，下同)、0.500%、0.750%三种配箍率构件。最后，提出构件弯曲延性、截面曲率的计算方法。结果表明：随着偏心距增加，构件的承载力减小，受压侧GFRP纵筋应变增长速度减小；配箍率的增加不仅提高了试件承载力，同时减小了柱中挠度。构件承载力及弯曲延性的理论计算值同ANSYS软件模拟结果吻合良好。

为评价磁铁尾矿砂在水泥碱性环境中的化学稳定性,研究了磁铁尾矿砂对饱和Ca(OH)2溶液pH值、砂浆棒膨胀率及钢筋锈蚀率的影响。结果表明,粒径为2.500和1.250 mm的磁铁尾矿砂在早期时对饱和Ca(OH)2溶液pH值降低作用较为明显,随龄期延长,粒径小于1.250 mm的磁铁尾矿砂对溶液pH值的降低作用变得愈加显著。不同粒径的磁铁尾矿砂取代部分天然砂时,引起的砂浆棒膨胀情况有所不同,其中粒径为0.630和0.315 mm的磁铁尾矿砂对砂浆棒体积变形的影响更为显著,而且在较长龄期后,含有0.630 mm磁铁尾矿砂的砂浆棒膨胀率最大。在Ca(OH)2和NaCl混合溶液中,磁铁尾矿砂较钢筋更易发生反应,可减缓钢筋锈蚀。

采用含有不同氯盐(NaCl、CaCl2和MgCl2)的拌合用水制备超高性能混凝土(UHPC)，通过线性极化法、交流阻抗法和循环极化法测试其内部钢筋钝化期内的电化学指标，研究了不同氯盐耦合作用下UHPC中钢筋致钝行为与演化规律。结果表明：3种不同氯盐体系下，UHPC中的钢筋均能钝化；UHPC基体电阻、钢筋钝化膜电阻和钢筋电荷转移电阻均随着水化龄期的发展而不断增大；相同Cl-浓度下，Ca盐引入一定程度上加大了钢筋腐蚀的可能性，而Mg盐引入一定程度上延缓了钢筋腐蚀进程；钢筋的点蚀敏感性随着Cl-浓度增大而增高；高Cl-浓度下，Na-Ca体系下钢筋的点蚀敏感性高于Na-Mg体系。

为探究纤维体积掺量对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)断裂过程的影响, 基于50 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同纤维体积掺量(0%、0.75%、1.50%、2.25%、3.00%)的PVA-ECC中心切槽半圆盘弯曲(NSCB)试件进行冲击试验, 同时结合超高速数字图像(DIC)相关试验系统对PVA-ECC材料的动态断裂过程进行试验研究, 得到了预制裂纹尖端张开位移的变化规律以及各组试件的临界裂缝尖端张开位移(CTODC)。结果表明, 当不添加PVA纤维或添加较少(小于1.50%)时, 裂尖宏观裂纹基本出现在裂尖荷载的峰值时刻处, 而随着PVA纤维掺量的增加, 裂尖宏观裂纹的出现显著早于裂尖荷载的峰值时刻, 并且纤维体积掺量越大, 裂尖宏观裂纹出现得越早, 裂纹扩展至完全断裂的时间也显著增加。添加聚乙烯醇纤维可以显著提高混凝土试件的CTODC值, 提高试件的阻裂能力, 相同冲击荷载下, 体积掺量为2.25%的聚乙烯醇纤维试件具有较大的CTODC值。

在钢筋混凝土结构服役过程中, 由环境侵蚀因素导致的耐久性问题是制约结构长效服役的重要原因, 其中, 氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀是引起钢筋混凝土耐久性劣化的主要因素之一。在混凝土内掺加防腐添加剂, 可从促进钢筋表面成膜和改善混凝土自身性能(孔隙结构、水化过程、Friedel’s盐生成)等方面提升阻锈能力, 近年来逐渐成为研究热点。本文将防腐添加剂分为传统阻锈剂、绿色植物提取物阻锈剂、纳米材料以及矿物掺合料等四类, 从材料开发、作用机制、阻锈影响因素等方面对防腐添加剂的研究进行了综述。最后, 探讨了防腐添加剂研究中存在的问题, 并对未来的研究提出了建议, 以期为防腐添加剂能够更好地防治混凝土中的钢筋锈蚀问题提供参考。

为优选三维静组合条件下冲击试验的试件最佳长径比，利用改造的分离式霍普金森压杆(SHPB)，开展了5种不同长径比（直径50 mm，长度分别为30 mm、40 mm、50 mm、60 mm和70 mm）混合花岗岩试件在恒定轴压（4 MPa）和围压（4 MPa）条件下的冲击试验。从试件应力平衡状态、应力差相对值以及动态应力特征的等方面，分析了试件长径比对应力平衡时间、峰值强度的影响，同时引入割线模量以更好说明试件在组合加载下塑性变形情况。结果表明：试验过程中试件的应力平衡是实时变化的，在应力准弹性增加的起点至应力峰值点的时程内处于相对平衡，长径比不同平衡时间呈差异性，平衡持续时长1.0>0.6>0.8>1.2>1.4；随长径比的递增，满足均匀状态的试件两端应力差相对值所需的应力波反射次数增加,峰值强度出现波动变化，峰值点的割线模量逐渐增加且当长径比由1.2增至1.4时出现明显的阶跃；由此可知，在低水平（≤10 MPa）恒定轴压和围压组合静载条件下开展SHPB试验的试件最佳长径比为1.0，与无组合静载伺服条件下的冲击试验结果不同，可为其他岩种在类似条件下的长径比优选提供参考。