大骨料混凝土多轴动态力学性能试验研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shuaigekk1989
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
混凝土材料在动态荷载下的力学性能是当前的研究热点之一。大骨料混凝土在动态荷载下的多轴力学性能,是研究和分析大体积混凝土结构的基础,对在地震荷载下大坝等构筑物的设计和安全评估具有很重要的意义。本文结合国家自然科学基金面上项目“大骨料混凝土多轴动态强度试验和八面体空间动态破坏准则研究”(项目编号:51079019),利用大连理工大学研制的大型静、动三轴试验系统,对大骨料三级配及其湿筛二级配混凝土在单轴和多轴应力状态下的动态性能(应变率为10-5~10-2/s)进行了系统的试验研究。主要研究内容及结论如下:  对大骨料三级配及其湿筛二级配混凝土进行了动态单轴受压和受拉性能的试验研究。分析了大骨料三级配及其湿筛二级配混凝土的抗压强度、抗拉强度、应力-应变曲线、初始弹性模量、峰值应变与应变率之间的关系。试验结果表明:不同应变率下的大骨料和湿筛二级配混凝土的破坏形态类似。随着应变率的提高,大骨料及其湿筛混凝土的强度和弹性模量随之增加。随着应变率的提高,混凝土材料的应变增加量较小,试件的宏观裂缝数目逐渐增加,并存在着更多的骨料破坏。根据试验结果建立了大骨料及其湿筛混凝土的强度、峰值应变、弹性模量与应变率的关系公式。  研究了不同预加初始静态荷载和应变率对大骨料混凝土的动态单轴受压性能的影响规律。大骨料混凝土的动态抗压强度随着预加初始静态荷载的增加而降低。当初始静态荷载较大时,动态强度降低的趋势更加明显。在初始静态荷载下,大骨料混凝土的应力应变曲线段与静态荷载下相同。当应变率增加时,曲线的斜率即发生变化,其切线模量明显增加,而峰值应变没有明显的改变。  对大骨料混凝土预先施加不同应变率的三轴荷载历史,之后对经历荷载历史的试件进行同应变率的单轴受压试验。研究了大骨料混凝土的动态受压性能与所经历的应变率和应力比荷载历史的关系。试验表明:在单轴受压试验时,大骨料混凝土破坏会沿着已有的裂缝继续发展,破坏形态不同于单轴抗压的柱状破坏而与三轴荷载下的斜剪破坏极为相似。经历荷载历史后大骨料混凝土的抗压强度随着侧压力的增加而降低,随着应变率的提高而提高。强度损失随着应变率的增加而减小,随着侧压力的增加而增加。  对干燥和含水饱和状态的大骨料混凝土进行单向恒定侧压下的动态力学性能试验研究。研究了饱和含水量、应变率和侧向压应力对大骨料混凝土的抗压强度、临界应变和应力-应变曲线的影响。试验表明:大骨料混凝土的动态强度随着应变率增加而增加,动态强度随着侧压力大致呈抛物线型变化,且均在侧压力为0.5fc时达到最大值。由于自由水的粘性作用,水饱和状态下大骨料混凝土的强度应变率效应普遍高于干燥状态下大骨料混凝土。建立了干燥和含水饱和状态的大骨料三级配混凝土在双轴荷载下的动态破坏准则。  对大骨料三级配及其湿筛二级配混凝土进行了三轴压应力和三轴拉-压-压应力状态下的动态性能试验。为保证试件的稳定破坏,试验中始终保持三轴荷载比例的恒定。分析了应变率和应力比对大骨料三级配及其湿筛二级配混凝土的破坏形态、强度、峰值应变和应力-应变曲线的影响规律。试验结果表明,应变速率对混凝土试件的宏观破坏形态几乎没有影响,破坏形态的变化主要取决于应力比。随着应变率的增加,三级配和二级配混凝土的强度随之增加。总体上,有拉应力存在的应力组合情况下,混凝土的动态强度增加明显。并且,动态强度增加系数在三轴拉-压-压荷载下最大,而在三轴压荷载下最小。根据试验结果建立了考虑相似角θ影响的大骨料三级配及其湿筛二级配混凝土材料的动态破坏准则。
其他文献
为克服传统框架结构型式的不足,合理而有效的抗震方法是在框架中设置支撑与耗能装置的组合结构,形成耗能支撑框架。耗能支撑是钢结构及钢筋混凝土结构耗能的主要方式之一。本
全球范围内化石能源的大规模开发利用,造成二氧化碳排放量的大幅度增加,地球大气层中二氧化碳浓度的升高开始影响自然生态系统,对人类的生存和发展构成危害。二氧化碳地质封
钢筋混凝土结构在服役期间受到环境因素(腐蚀、温度变化、降水等)、自然灾害(地震、冲刷、泥石流等)以及人为因素(车辆超载、恐怖袭击等)等多种因素的耦合影响,易出现诸如钢
在实际工程中,大体积水工混凝土结构(桥墩、大坝、海洋平台等)常处于饱和状态。然而,目前对不同含水状态下,大骨料混凝土多轴动态力学性能的研究较少,因此,有必要通过试验和
混凝土是一种多相复合非匀质材料,在高温过程中各相材料发生物理化学变化导致质量减少,强度、刚度和耐久性降低,同时因为蒸汽压力、热膨胀、温度应力的存在,混凝土结构具有爆
受页岩储层低渗透物性的影响,页岩气(油)藏需要经过水力压裂改造后才能开采。由于水平井在增加与储层接触面积、降低费用、拥有长期的稳产能力等方面具有明显的优势,它在页岩
工程实践及试验研究表明,利用碳纤维布加固混凝土受弯构件时,碳纤维布高强度的特点仅在梁中主筋屈服后才得以充分发挥,而在主筋屈服前,碳纤维布所起的作用有限。因此,它对提
混凝土结构除承受静态荷载作用之外,往往还要承受如风荷载、地震和冲击荷载等动态作用。在混凝土的多轴动态性能研究中,对冲击荷载下混凝土的性能研究比较多,地震作用下的性
铁路是现代科技的产物,其对加强区域间联系、带动国民经济发展有着重要的作用。1964年日本建成东海新干线(列车时速为210km),开始了现代高铁的时代。目前,我国拥有了世界上最
由于水泥土搅拌法在国内外的应用越来越广泛,所以水泥土作为一种土工改良材料已经广泛地应用于水利、交通和建筑等各类土木工程中。目前工程中使用的水泥土材料有两种。一种