不同骨料級配的混凝土抗壓與劈拉動態(tài)特性研究.pdf

1、當(dāng)前,我國正處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展階段,尤其對于大型水壩、核電站、橋梁、高層建筑、高速公路等關(guān)系到國計(jì)民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施工程。目前,國內(nèi)大壩混凝土的設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量檢測等,通常是將全級配混凝土經(jīng)過濕篩除去大于40mm的骨料顆粒后成型小試件(試件斷面為150mm×150mm),用小試件檢測的數(shù)據(jù)去表示大壩混凝土的力學(xué)特性。而濕篩后的混凝土相對于原材料其骨料比例和結(jié)構(gòu)組成都發(fā)生了重大變化。因此,用濕篩小試件檢測到的數(shù)據(jù),并不能真實(shí)發(fā)映實(shí)

2、際大壩混凝土的性能指標(biāo),開展大尺度的混凝土材料動態(tài)性能研究則顯得非常重要。
　　在國家自然科學(xué)基金(51279092)的資助下,本文利用我校10MN大型多功能靜動力三軸儀進(jìn)行了不同骨料級配混凝土材料在不同應(yīng)變速率下的單調(diào)壓縮和劈拉試驗(yàn),利用聲發(fā)射技術(shù)對混凝土加載破壞過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),研究在不同應(yīng)變速率、不同骨料大小下的混凝土峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、彈性模量等變化規(guī)律;基于聲發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行了混凝土單軸抗壓和劈拉破壞的損

3、傷機(jī)理分析;基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)理論建立了混凝土動態(tài)本構(gòu)模型,分析了本構(gòu)模型中的一些相關(guān)參數(shù)。本文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下。
　　1)進(jìn)行了不同骨料級配(二級配、三級配、四級配)混凝土在不同應(yīng)變速率(10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s)下的靜動態(tài)抗壓和劈拉試驗(yàn),對峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、彈性模量等物理力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了對比分析,進(jìn)而研究了混凝土在劈拉和單軸抗壓荷載作用下破壞時(shí)表現(xiàn)的速率效應(yīng)特性。
　　2)利用

4、聲發(fā)射軟件進(jìn)行了聲發(fā)射信號與物理試驗(yàn)的同步采集,通過對聲發(fā)射數(shù)據(jù)的整理分析,構(gòu)建了不同級配混凝土在不同應(yīng)變速率下劈拉和抗壓工況下的應(yīng)力與應(yīng)變在時(shí)間軸上與同步聲發(fā)射參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上了探索了單軸抗壓混凝土的率破壞機(jī)理和劈拉作用下混凝土的率破壞機(jī)理。
　　3)構(gòu)建了基于 Weibull統(tǒng)計(jì)理論的混凝土動態(tài)損傷率本構(gòu)模型,并對表征峰前剛度硬化和峰后應(yīng)變軟化的特征參數(shù)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,不同級配混凝土在不同應(yīng)變速率下的應(yīng)力-