凍融后混凝土力學(xué)性能及鋼筋混凝土粘結(jié)性能的研究.pdf

1、處于寒冷地區(qū)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物常常發(fā)生凍融破壞，抗凍性能是鋼筋混凝土耐久性能中非常重要的方面。凍融循環(huán)作用后，混凝土的抗凍性能和力學(xué)性能發(fā)生退化，鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能也遭到破壞，研究?jī)鋈谘h(huán)作用后混凝土的力學(xué)性能和鋼筋混凝土的粘結(jié)性能具有十分重要的工程意義。本文通過(guò)試驗(yàn)研究和理論分析，主要完成了以下工作： 1、試驗(yàn)研究了尺寸為100×100×100mm的混凝土小試件凍融后的單雙軸力學(xué)性能和抗凍性能，并試驗(yàn)研究了尺寸為150×1

2、50×150mm的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件凍融后的單軸力學(xué)性能。分別建立了兩種混凝土試件的各力學(xué)指標(biāo)與凍融循環(huán)作用次數(shù)的關(guān)系公式，并建立了凍融后混凝土小試件與標(biāo)準(zhǔn)尺寸混凝土試件的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換計(jì)算公式。通過(guò)雙軸強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，研究了凍融循環(huán)作用對(duì)混凝土雙軸壓作用下強(qiáng)度和變形的影響。采用統(tǒng)一的應(yīng)力-應(yīng)變方程形式來(lái)表示混凝土遭受凍融循環(huán)作用后的本構(gòu)關(guān)系。 2、基于各向同性連續(xù)損傷力學(xué)理論，以損傷條件下的彈性模量和泊松比為變量，基于Ottosen理

3、論模型建立了混凝土凍融損傷破壞準(zhǔn)則，并以O(shè)ttosen本構(gòu)理論模型為基礎(chǔ)，利用建立的凍融損傷破壞準(zhǔn)則構(gòu)建了混凝土凍融損傷本構(gòu)模型，并編制了本構(gòu)模型有限元程序，為有限元計(jì)算應(yīng)用提供參考。 3、試驗(yàn)研究了凍融循環(huán)作用后兩種外形、三種直徑、三種粘結(jié)長(zhǎng)度的鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能，分析了凍融循環(huán)對(duì)鋼筋粘結(jié)性能的影響，并分析了設(shè)定凍融循環(huán)次數(shù)作用后鋼筋外形、鋼筋直徑、鋼筋粘結(jié)長(zhǎng)度和混凝土強(qiáng)度對(duì)鋼筋與混凝土粘結(jié)錨固性能的影響。 4、把

4、鋼筋混凝土粘結(jié)滑移曲線分為四個(gè)階段，分別對(duì)光圓鋼筋和不同直徑、不同粘結(jié)長(zhǎng)度的螺紋鋼筋的粘結(jié)滑移曲線隨著凍融循環(huán)作用次數(shù)的增加而變化作了較詳細(xì)的分析，從試驗(yàn)角度分析了凍融后鋼筋和混凝土粘結(jié)性能的退化機(jī)理?；诩?xì)觀力學(xué)模型建立了凍融后鋼筋混凝土界面層受凍時(shí)的靜水壓力理論計(jì)算公式，從細(xì)觀力學(xué)角度分析了凍融后光圓鋼筋粘結(jié)性能迅速退化的機(jī)理。通過(guò)鋼筋與混凝土界面層的粘結(jié)．摩擦力學(xué)模型分析，揭示了光圓鋼筋與混凝土粘結(jié)試件在凍融循環(huán)作用后，粘結(jié)強(qiáng)度迅

5、速下降的本質(zhì)原因，并解釋了光圓鋼筋粘結(jié)滑移曲線的不同階段隨著凍融循環(huán)作用次數(shù)增加而變化的機(jī)理。通過(guò)彈塑性厚壁圓筒理論計(jì)算模型，建立了鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度理論計(jì)算公式，并通過(guò)與試驗(yàn)得到的粘結(jié)強(qiáng)度相比較，從理論上揭示了在試驗(yàn)中發(fā)生的螺紋鋼筋粘結(jié)試件在遭受一定凍融循環(huán)次數(shù)作用后，拔出破壞形態(tài)發(fā)生變化的機(jī)理。 5、基于三參數(shù)Weibull分布，在理論分析的基礎(chǔ)上建立了混凝土結(jié)構(gòu)凍融損傷可靠度分析模型，認(rèn)為混凝土結(jié)構(gòu)遭受凍融循環(huán)作用的正負(fù)峰值溫度