高溫前后高強混凝土多軸力學性能試驗研究.pdf

1、目前，國內(nèi)外關于混凝土多軸力學性能研究絕大多數(shù)局限于普通強度混凝土，而且是在常溫條件下；而在實際工程中經(jīng)常會遇到高溫或火災前后鋼筋混凝土結構非線性設計與分析問題，這就需要建立高溫前后混凝土多軸破壞準則和本構關系；近年來，高強混凝土正逐漸取代現(xiàn)有的普通混凝土；因此，常溫下和高溫后高強混凝土在多軸應力狀態(tài)下力學性能研究迫在眉睫。本文結合遼寧省教育廳高等學?？茖W研究項目《惡劣環(huán)境因素下混凝土破壞準則和耐久性研究》(2023901023)和正在

2、申請中的高等學校博士學科點專項科研基金資助項目《剪力墻持載下抗火性能及火災后抗震性能試驗研究》，進行了常溫下和高溫后6個試驗溫度(20℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃)的兩種強度等級(C60和C50)高強混凝土在多軸應力狀態(tài)下強度與變形性能試驗，并在分析其試件在不同應力狀態(tài)和不同應力比，以及不同溫度高溫后的相應破壞形態(tài)及機理、多軸強度和峰值應變與應力應變曲線規(guī)律性等基礎上，給出了其相應的強度與變形結論，建立了其相應的

3、高溫前后高強混凝土多軸力學模型，其與試驗結果符合較好；本文的主要研究工作和創(chuàng)新成果具體如下： 1.進行了常溫下兩種高強混凝土在多軸應力狀態(tài)下的強度與變形試驗，其應力狀態(tài)包括6種：單軸拉、單軸壓、雙軸拉壓、雙軸壓壓、三軸拉壓壓、三軸壓壓壓。建立了高強混凝土在多軸應力狀態(tài)下的破壞準則公式。在多軸壓下高強混凝土強度和峰值應變提高倍數(shù)較普通混凝土小，而其多軸拉壓力學性能相差不大，略有降低。 2.進行了高溫后兩種高強混凝土單軸受拉

4、和受壓強度與變形試驗。給出了能夠反映其單軸抗拉和抗壓強度與其初始彈性模量等隨溫度變化的公式，并建立了其應力-應變曲線方程。高溫200℃、300℃后，其單軸壓強度較常溫下略有升高，其峰值應變反而略有降低。 3.進行了高溫后兩種高強混凝土在雙軸壓、三軸壓下的強度與變形試驗。給出了其在雙軸壓下第三主應力方向的初始彈性模量計算公式。在多軸應力狀態(tài)下分別建立了帶有溫度參數(shù)的高溫后高強混凝土破壞準則公式。高溫后高強混凝土雙軸壓、三軸壓強度相

5、對于其單軸壓強度提高倍數(shù)取決于其應力比以及不同溫度高溫后高強混凝土單軸壓強度；200℃、300℃后稍低，400℃～600℃逐漸升高，三軸壓強度提高幅度較雙軸壓更大；其峰值應變變化規(guī)律相似于強度。常溫下和高溫后高強混凝土單軸壓強度越大，其多軸壓強度提高倍數(shù)越小；反之，則越大。 4.進行了高溫后高強混凝土(C60)在雙軸拉壓、三軸拉壓壓下的強度與變形試驗。建立了帶有溫度參數(shù)的高溫后高強混凝土多軸拉壓破壞準則公式。高溫前后多軸拉壓強度

6、在所有的應力比下都比其相應的單軸拉、壓強度小，在應力比α=0~0.2，多軸拉壓強度σ3f迅速降低；但高溫400℃~600℃后兩者應力狀態(tài)差異程度逐漸減小，而且，其多軸拉壓強度降低幅度較常溫下的更大。 5.基于過-徐正交異性本構模型，考慮了高溫因素、高強混凝土特點對其破壞形態(tài)和應力-應變曲線的影響，在不同應力狀態(tài)下分別建立了高溫前后高強混凝土多軸正交異性本構模型。 本項研究填補了國內(nèi)外關于“高溫后高強混凝土多軸力學性能試驗