抗凍混凝土在重復(fù)荷載作用下的力學(xué)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、考慮到寒冷地區(qū)經(jīng)受凍融循環(huán)作用的實(shí)際混凝土工程如跨江、跨海大橋的橋墩,重復(fù)動力荷載是其承受的主要作用形式之一,本課題作為國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目"混凝土結(jié)構(gòu)在凍融環(huán)境下的工作機(jī)理與計算模式"的重要子課題之一,在已建立的抗凍混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系全曲線的基礎(chǔ)上,主要對經(jīng)受重復(fù)荷載作用的抗凍混凝土力學(xué)性能進(jìn)行了探索性的試驗(yàn)研究.本文首先對制配好的抗凍混凝土試件采用標(biāo)準(zhǔn)快速凍融方法進(jìn)行預(yù)定次數(shù)的凍融循環(huán)試驗(yàn),同時對其凍融參數(shù)即重量損失率和動彈性模量

2、損失率進(jìn)行測定.在200次凍融循環(huán)次數(shù)內(nèi),各試件的重量損失率和動彈性模量損失率呈一定規(guī)律變化,相對動彈性模量損失變化率還隨著凍融次數(shù)n的增加而增加;并擬合了重量損失率、相對動彈模損失率同凍融次數(shù)n的關(guān)系公式.根據(jù)劈裂試驗(yàn)結(jié)果,得到了經(jīng)受0~300凍融次數(shù)的7組21個抗凍混凝土試件的抗拉強(qiáng)度,抗凍混凝土相對抗拉強(qiáng)度比與凍融次數(shù)n關(guān)系曲線;從三次多項(xiàng)式擬合曲線可看出試件抗拉強(qiáng)度隨凍融次數(shù)n增加下降明顯;因此可將抗凍混凝土的抗拉強(qiáng)度或劈拉強(qiáng)度

3、作為凍融循環(huán)試驗(yàn)的另一重要參數(shù).本文利用電液伺服MTS試驗(yàn)機(jī)及其配套的采集系統(tǒng),對經(jīng)受0~200次凍融循環(huán)的4組15個試件進(jìn)行42000次荷載重復(fù)力學(xué)性能試驗(yàn),之后還進(jìn)一步對試件進(jìn)行類似靜壓的破壞試驗(yàn).相應(yīng)得到了42000荷載重復(fù)次數(shù)內(nèi)各組抗凍混凝土試件的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖(σ-ε全曲線),同時結(jié)合凍融循環(huán)次數(shù)n,進(jìn)行橫縱向?qū)φ铡⒈容^;分析這些曲線可得出,最大應(yīng)變、最小應(yīng)變及它們的差值在縱、橫方向均隨著凍融次數(shù)n增加、特征荷載重復(fù)次數(shù)n<,

4、p>增加而增加;每組試件橫向變形系數(shù)v<,s>,疲勞變形模量E<,m>都隨著特征荷載重復(fù)次數(shù)n<,p>的增加、凍融次數(shù)n的增加而漸次減小,且開始下降的比較顯著,而后漸次平穩(wěn).得出了各組試件破壞階段的峰值應(yīng)力、對應(yīng)的峰值應(yīng)變及殘余強(qiáng)度比隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加而變化規(guī)律;橫向應(yīng)變可以很好地監(jiān)測到試件的破壞.這些諸如變形模量、殘余變形、泊松比等抗凍混凝土重復(fù)荷載宏觀力學(xué)性能變化過程曲線表明隨著重復(fù)荷載作用、凍融循環(huán)的深入,各組試件內(nèi)部微裂隙開始