混凝土-鋼纖維混凝土雙軸動(dòng)態(tài)抗壓性能研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)除承受靜態(tài)荷載作用之外，往往還要承受如風(fēng)荷載、地震和沖擊荷載等動(dòng)態(tài)作用。在混凝土的多軸動(dòng)態(tài)性能研究中，對(duì)沖擊荷載下混凝土的性能研究比較多，地震作用下的性能研究比較少，因此開(kāi)展混凝土在地震作用應(yīng)變速率范圍內(nèi)的多軸性能研究具有重要意義。
　　鋼纖維混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete，簡(jiǎn)稱SFRC)作為一種新型工程復(fù)合材料，由于其良好的物理力學(xué)性能，如高延性、強(qiáng)韌性和抗爆性等，已廣泛的應(yīng)用于

2、高速公路、防護(hù)結(jié)構(gòu)及機(jī)場(chǎng)跑道等領(lǐng)域。目前，對(duì)于SFRC在靜態(tài)荷載以及沖擊荷載下力學(xué)性能的研究比較多，但是對(duì)于其在地震作用下的性能研究較少，并且鋼纖維的類型和摻量等對(duì)SFRC的力學(xué)性能有著很大影響，因此，進(jìn)行不同鋼纖維摻量混凝土在地震作用應(yīng)變速率和不同應(yīng)力比下的雙軸抗壓試驗(yàn)，建立鋼纖維混凝土的多軸動(dòng)態(tài)強(qiáng)度準(zhǔn)則，對(duì)鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)和多軸動(dòng)力非線性分析具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文利用大連理工大學(xué)研制的大型靜動(dòng)三軸試

3、驗(yàn)系統(tǒng)完成了4種鋼纖維摻量(0％、1％、2％、3％)混凝土在4種應(yīng)變速率(10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s)、5種應(yīng)力比(1∶0、1∶0.25、1∶0.5、1∶0.75、1∶1)下的雙軸動(dòng)態(tài)抗壓試驗(yàn)，分析了鋼纖維混凝土在不同應(yīng)變速率、應(yīng)力比和鋼纖維摻量下的強(qiáng)度特性、變形性能和應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，并建立了八面體空間破壞準(zhǔn)則。具體內(nèi)容和結(jié)論如下。
　　(1)基于Ottosen靜態(tài)強(qiáng)度準(zhǔn)則，結(jié)合大量不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土多

4、軸靜、動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，建立了一種考慮應(yīng)變速率效應(yīng)和混凝土強(qiáng)度等級(jí)兩個(gè)因素的混凝土多軸動(dòng)態(tài)強(qiáng)度準(zhǔn)則，分析表明該強(qiáng)度準(zhǔn)則符合混凝土破壞曲面連續(xù)、光滑、外凸等要求，能較好地反映普通混凝土的多軸動(dòng)態(tài)強(qiáng)度變化規(guī)律。
　　(2)開(kāi)展了應(yīng)變速率范圍為10-5/s～10-2/s的鋼纖維混凝土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了單軸應(yīng)力狀態(tài)下不同鋼纖維摻量SFRC在不同應(yīng)變速率時(shí)的強(qiáng)度特性、變形性能和破壞形態(tài)，分析了鋼纖維摻量、應(yīng)變速率等對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)因子的影響規(guī)

5、律。混凝土抗壓強(qiáng)度隨應(yīng)變速率的增加而提高，鋼纖維摻量為3％時(shí)的混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)因子最大;。
　　(3)通過(guò)試驗(yàn)獲得了不同應(yīng)變速率下混凝土的雙軸抗壓破壞形態(tài)和應(yīng)力-應(yīng)變曲線，研究了應(yīng)變速率、應(yīng)力比、鋼纖維摻量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度、臨界應(yīng)變、彈性模量、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、壓縮韌度指數(shù)等的影響規(guī)律。混凝土強(qiáng)度隨著應(yīng)變速率的增大而增大;混凝土強(qiáng)度隨著應(yīng)力比先增大有減小，應(yīng)力比為1∶0.5時(shí)強(qiáng)度最大;素混凝土的壓縮韌度指數(shù)隨著應(yīng)變速率的增加而增