0 引言

汛期时，护坡往往会处于水环境之中，对于混凝土护坡，其与水的接触，会导致水渗入混凝土中，这会大大劣化混凝土的力学特性，降低护坡的防护能力，因此，有必要研究护坡混凝土与水的力学关系，对于汛期，由于水流的冲击作用，更有必要研究护坡混凝土的抗冲击能力。

然而，目前护坡混凝土抗冲击方面的研究甚少，关于护坡的研究主要有：生态护坡[1-2]、护坡固土[3]、护坡评价[4]、护坡材料[5]、护坡系统[6]、护坡结构力学[7]等。为了探究吸水情况下护坡混凝土的抗冲击特性，该文将基于霍普金森冲击系统（SHPB）对护坡混凝土进行研究。

1 护坡混凝土的浸润吸水率研究

护坡混凝土的吸水率与浸润时间具有直观的关系，其受浸润时间的影响较大，从某护坡中通过取芯机（如图1所示）的方式，取出护坡混凝土，取出的混凝土块体试件经切割制成标准的50×30试件（直径50mm，长度30mm，如图2所示）放置于水中，进行浸泡，通过控制浸泡时间的不同，便可得出不同的吸水率。

  

图1 取芯机

  

图2 50×30护坡混凝土试件

设 置 浸 泡 时 间 为 0h、5h、10h、15h、20h、25h、30h、35h，每组试件为5个，分别进行不同时间的浸泡，吸水率为护坡混凝土试件浸泡前后质量差与浸泡前护坡混凝土岩质量比值的百分化数据，以此，可得出平均吸水率与浸泡时间的变化曲线。

  

图3 平均吸水率与浸泡时间的变化曲线

从图3可以看出，平均吸水率随浸泡时间呈现先增大后稳定的变化趋势，吸水率随时间的变化斜率逐渐减小，直至等于0，这说明其吸水能力逐渐削弱。该实验中，护坡混凝土的吸水能力较低，但其达到饱和的时间较短。

实验所得的典型波形图如图6所示，由图6可知，波形效果较好，说明所用的橡胶整形片可以达到量好的整形效果。同时，经验算，入射波与反射波之和与透射波大致相当，说明试验的应力平衡效果较好，符合霍普金森杆的基本假设，以此，可以得到较为可靠的应力应变曲线。

当浸泡时间超过20h后，吸水率大致稳定在3.5%，不再上升，因此，基于该结果，仅选取浸泡时间为 0h、5h、10h、15h、20h 的试件组进行冲击，其平 均 吸 水 率 分 别 为 0、1.28%、2.17%、3.04%、3.52%。

2 不同吸水率护坡混凝土的SHPB冲击试验

2.1 SHPB试验原理

在SHPB试验过程中，试件的受力状态及应力波传播如图1所示，根据应力波传播理论可推导“三波法”的原理。设试件与入射杆和透射杆相接触的界面分别为面1和面2，位移分别为U1和U2，端面力分别为F1和F2，根据线弹性波的线性叠加原理有：

  

图4 试件受力状态及应力波传播

 

式中，c0为应力波在压杆中的传播速度；ε1、εR、εT分别为入射波、反射波、透射波所产生应变；E、A分别为压杆的横截面积和弹性模量。

由式（1）―式（4）可得试件应变 εs、应变率ε˙s和应力 σs分别为式（5）―式（7），其中，l0为试件的初始长度；A0为试件初始截面积。

 

由图7―图8的共同规律可以看出：随着护坡混凝土浸润时间的增加，其强度随之下降，其破坏应变随着增加，说明吸水率对护坡混凝土起到了劣化作用，这种劣化作用不仅作用于护坡混凝土的强度上，还体现在了护坡混凝土的动态弹性模量上，由图7―8可以看出，随着吸水率的增加，其动态弹模随之下降，护坡混凝土由 “硬”逐渐变“软”，其强度逐渐下降。

对于破坏应变，由图7―图8均可知，随着护坡混凝土吸水率的逐渐增加，破坏应变逐渐变大，这说明水可以使护坡混凝土的动力学特性表现为脆性减小，延性增加。

2.2 实验工况与实验波形

不同吸水率护坡混凝土的SHPB冲击试件即为经过浸泡后的图2所示的试件，SHPB试验装置如图5所示，试件为50×30试件，控制大致相同的冲击气压进行冲击，实验采用橡胶整形片进行整形。

基于（5）―（7）式三波法，可以得出不同浸泡时间下的应力应变曲线，如图7―8所示，其分别为0.2MPa与0.4MPa所对应的应力应变曲线，为了便于比较，将其横纵坐标的刻度值，设置为相同。

  

图5 SHPB实验装置

水务IT价值的核心是立足水务，促进社会管理、公共服务又好又快发展，信息类设施、设备和系统运行的安全性、稳定性与社会公众利益产生直接或间接的关联。当信息技术在事业发展中的价值量和贡献度达到一定规模，IT基础环境在技术和管理上的先进性、复杂性、复合性、密集性不断增强时，持续可靠的运行保障已成为确保IT价值实现的重要基础。

  

图6 典型冲击波形图

3 试验分析

实验采用的冲击气压为0.20MPa、0.40MPa，平均吸水率为 0、1.28%、2.17%、3.04%、3.52%的五个试件组分别进行了上述冲击气压实验。

式（5）―式（7）即为霍普金森杆的基本原理，是“三波法”的计算公式。下面即以“三波法”进行不同吸水率护坡混凝土应力应变曲线的处理。

对比图7―图8，可以看到，随着冲击气压的增加，护坡混凝土的动态强度在逐渐的增大，这是护坡混凝土应变率硬化效应的体现，同时，随着吸水率的增加，动态强度、动态弹模的下降速率随着冲击气压的增大而增大，这是应变率硬化效应和吸水率共同耦合的作用结果，具体表现为：吸水率明显增加了应变率硬化效应。除此之外，破坏应变的增加速率随着冲击气压的提高也呈现出增大趋势，体现了吸水率和应变率的耦合作用。

由图3可知，提取温度在60～70 ℃时，随温度升高，羊肚菌SDF得率持续升高；在70 ℃时达到最大值；当温度在70～100 ℃时，随温度升高，羊肚菌SDF得率显著下降。分析原因可能是温度过高破坏了SDF分子结构中的氢键，导致其得率降低[17]。因此，最适提取温度为70 ℃。

  

图7 应力应变曲线 （0.2MPa）

  

图8 应力应变曲线 （0.4MPa）

基于产学研融合的宽带无线通信课程教学模式研究………………………………冀保峰，陈苏丹，郑国强，等(68)

式中：L是履带吸盘的最高点和最低点的距离；h是清洁机器人重心到工作平面的距离；G是清洁机器人的重力(N)；α是光伏面板与水平面的夹角；β是支撑点和几何重心的连线与工作平面法线的夹角，称为抗倾覆特征角，由清洁机器人的自身结构确定。

4 结语

（1）得出了护坡混凝土的吸水特性，即平均吸水率随浸泡时间呈现先增大后稳定的变化趋势，当浸泡时间超过一定时间后，吸水率大致稳定在一个值附近，便不再上升。

那如果孩子觉得被欺负了，怎么办？对于学龄孩子可以参考我们之前发表过的一篇文章（《怎样的孩子容易被霸凌，怎样的会霸凌人？》）的建议，而对于学龄前的宝宝，你需要给他选择一些简单的做法，而不是像那种“打得过就打，打不过就跑”这种粗糙模糊的建议，对于他们这过于复杂了。

（2）得出了不同吸水率护坡混凝土的动态力学特性，即护坡混凝土的冲击动力学特性受吸水率影响较大，吸水率越大，动态强度越小，破坏应变越大，动态弹模也越小。说明吸水率对护坡混凝土的动态力学特性起到了较大的劣化效应，这种劣化体现到了动态弹模的降低上，所以表现为动态弹模的降低，即水使护坡混凝土由“硬”变“软”。

趁着雪还没有下下来，驮子驮着三轮车，载着常爱兰和周小羽离开了我们岭北镇。那天有很多人送他们，常爱兰是笑着离开的，她说，有空你们到我们江西来玩，有空一定要来。

（3）得出了护坡混凝土的吸水性与应变率的耦合特性，即随着吸水率的增大，冲击气压（应变率）越大的护坡混凝土受吸水率的影响也越大，吸水率加速了混凝土的应变率硬化效应。

参考文献：

[1]岳亮亮，齐奇.生态护坡在辽宁省城市河道整治中的应用[J].吉林水利，2015（4）：34-36.

[2]王文野，王德成.城市河道生态护坡技术的探讨[J].吉林水利，2002（11）：24-26.

[3]付江涛，李光莹，虎啸天，等.植物固土护坡效应的研究现状及发展趋势[J].工程地质学报，2014，22（6）：1135-1146.

[4]黄翔峰，陈旭远，陆丽君，刘佳，徐竟成.河道植被护坡技术的应用及评价方法[J].环境科学与技术，2010，33（7）：191-195+200.

[5]刘萌.城镇河道生态护坡材料筛选及其生态健康评价研究[D].山东师范大学，2013.

[6]汪洋.城镇河流生态护坡系统的建立及评价研究[D].扬州大学，2005.

[7]王刚，王永涛.波浪作用下堤岸护坡结构的力学解析[J].水利科技与经济，2010，16（6）：642-646.