凍融后混凝土力學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，研究凍融循環(huán)作用后混凝土的力學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。本文通過試驗研究和理論分析，主要完成了以下工作： 1、試驗研究了尺寸為100×100×100mm的混凝土小試件凍融后的單雙軸力學性能和抗凍性能，并試驗研究了尺寸為150×1

2、50×150mm的混凝土標準試件凍融后的單軸力學性能。分別建立了兩種混凝土試件的各力學指標與凍融循環(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準尺寸混凝土試件的強度轉(zhuǎn)換計算公式。通過雙軸強度試驗數(shù)據(jù)分析，研究了凍融循環(huán)作用對混凝土雙軸壓作用下強度和變形的影響。采用統(tǒng)一的應力-應變方程形式來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，為有限元計算應用提供參考。 3、試驗研究了凍融循環(huán)作用后兩種外形、三種直徑、三種粘結(jié)長度的鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能，分析了凍融循環(huán)對鋼筋粘結(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)長度和混凝土強度對鋼筋與混凝土粘結(jié)錨固性能的影響。 4、把

4、鋼筋混凝土粘結(jié)滑移曲線分為四個階段，分別對光圓鋼筋和不同直徑、不同粘結(jié)長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的分析，從試驗角度分析了凍融后鋼筋和混凝土粘結(jié)性能的退化機理?；诩氂^力學模型建立了凍融后鋼筋混凝土界面層受凍時的靜水壓力理論計算公式，從細觀力學角度分析了凍融后光圓鋼筋粘結(jié)性能迅速退化的機理。通過鋼筋與混凝土界面層的粘結(jié)．摩擦力學模型分析，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)增加而變化的機理。通過彈塑性厚壁圓筒理論計算模型，建立了鋼筋粘結(jié)強度理論計算公式，并通過與試驗得到的粘結(jié)強度相比較，從理論上揭示了在試驗中發(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，認為混凝土結(jié)構(gòu)遭受凍融循環(huán)作用的正負峰值溫度