x
Contents
2.5 Visco-Elastic Damage Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.5.1 Nonlinear Visco-Elastic Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.5.2 Model Calibration and Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3 Dynamic Tensile Mechanical Properties of UHPCC . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2 Specimen Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.3 Dynamic Spalling Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3.1 Test Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3.2 Test Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.4 Test Results and Discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.4.1 Dynamic Failure Patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.4.2 Dynamic Spalling Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.4.3 Relations Between the Critical Time to Fracture
and Dynamic Spalling Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.4.4 Dynamic Increase Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4 Triaxial Compressive Behavior of UHPCC and Application
in the Numerical Analyses of Projectile Impact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.2 A Review of the Existing Works on Triaxial Behavior
of Concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.3 Mixing Optimization of UHPCC and Triaxial Compression
Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.3.1 Compositions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.3.2 Mixing Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.3 Triaxial Compression Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.4 Results and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.4.1 Failure Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.4.2 Stress–Strain Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.4.3 Failure Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.4.4 Toughness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.5 Applications in the Numerical Analyses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.5.1 Brief Introduction of HJC Constitutive Model . . . . . . . . . 92
4.5.2 HJC Model Parameters for HSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.5.3 Validations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Contents
2.5 Visco-Elastic Damage Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.5.1 Nonlinear Visco-Elastic Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.5.2 Model Calibration and Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3 Dynamic Tensile Mechanical Properties of UHPCC . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2 Specimen Preparation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.3 Dynamic Spalling Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3.1 Test Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3.2 Test Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.4 Test Results and Discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.4.1 Dynamic Failure Patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.4.2 Dynamic Spalling Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.4.3 Relations Between the Critical Time to Fracture
and Dynamic Spalling Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.4.4 Dynamic Increase Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4 Triaxial Compressive Behavior of UHPCC and Application
in the Numerical Analyses of Projectile Impact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.2 A Review of the Existing Works on Triaxial Behavior
of Concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.3 Mixing Optimization of UHPCC and Triaxial Compression
Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.3.1 Compositions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.3.2 Mixing Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.3 Triaxial Compression Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.4 Results and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.4.1 Failure Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.4.2 Stress–Strain Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.4.3 Failure Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.4.4 Toughness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.5 Applications in the Numerical Analyses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.5.1 Brief Introduction of HJC Constitutive Model . . . . . . . . . 92
4.5.2 HJC Model Parameters for HSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.5.3 Validations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.6 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101