自密实混凝土双轴试验研究与强度准则分析

为探究自密实混凝土双轴力学性能,考虑不同侧向应力影响,应用岩石真三轴仪对自密实混凝土开展双轴压-压和双轴拉-压试验研究,通过试验得到不同加载工况自密实混凝土破坏形态和应力-应变曲线,同时引用普通混凝土双轴受力试验数据对比分析,通过研究主要得到以下结论:自密实混凝土双轴受力破坏形态和破坏机理与普通混凝土相类似,主应力方向应力-应变曲线发展趋势与侧向应力没有关系;受侧向压应力影响,双轴压-压作用下,自密实混凝土主压应力从36.62 MPa提高至59.17 MPa,平均提高幅度为55.78％,双轴拉-压作用下,自密实混凝土主拉应力从2.45 MPa降低至0.91 MPa,最大降低幅度为62.79％,与普通混凝土双轴受力试验数据对比,自密实混凝土双轴加载主应力受侧向压应力影响更为明显.同时,基于主应力空间和八面体空间应力提出了自密实混凝土双轴受力强度准则方程,所提出的强度准则方程具有较好的适用性.     

岩石强度准则简化的研究

采用常规三轴试验数据,以最小平均拟合差为评价指标对比分析MohrCoulomb强度准则描述岩石非线性强度特征的适用性及简化可能性。结果表明:由于Mohr-Coulomb准则自身的限制性,该准则不能准确描述岩石强度,且简化为三点试验后精确度更差;需要在低围压和高围压下精度都比较高的准则来继续试验研究。     

高压水直接作用下井壁混凝土真实强度特性研究

为研究井壁混凝土在高地下水压作用下强度发展趋势,配制了C60、C70、C80三种高强度等级井壁混凝土,根据养护条件不同将每种强度等级混凝土均分为常规状态试件和密封状态试件,分别在4 MPa、6 MPa、8 MPa、10 MPa水压作用下进行常规三轴加载试验.结果表明:Bresler三参数正八面体强度破坏准则更能准确反映井壁混凝土峰值强度与围压的非线性关系,随着围压的增加井壁混凝土峰值强度具有明显的增强效应,随着混凝土强度等级提高围压敏感性降低;常规状态下并壁混凝土峰值强度随围压增长速率较慢,且比同等级密封状态下井壁混凝土峰值强度大约降低6.3％.     

薄壁钢管矿渣混凝土短柱的轴压性能试验研究

通过12根内置大尺度矿渣的薄壁钢管矿渣混凝土短柱的轴压试验,以核心混凝土强度、截面含钢率、矿渣块体取代率为变化参数,分析了新型短柱的破坏模式、荷载-位移关系,同时探讨了三种因素对新型短柱轴压承载力的影响程度.结果表明:全部试件均发生了剪切破坏,且试件都具有较高的轴压承载力和后期变形的能力;核心矿渣混凝土强度等级对新型短柱轴压承载力的影响程度最大,其次是含钢率,影响能力最小的是矿渣块体取代率.研究成果说明薄壁钢管矿渣混凝土短柱在承载力、延性方面有较多的优越性,有进一步研究和推广应用的价值.     

棕榈纤维加筋植被混凝土三轴试验研究

研究棕榈纤维对植被混凝土干湿循环下的抗剪强度及抗变形能力的影响,为提高植被混凝土基材长期稳定性提供必要的科学依据.以植被混凝土基材为研究对象,以未掺入纤维的试样为空白对照样,按0.2％、0.4％、0.6％和0.8％配比掺入棕榈纤维,开展不固结不排水三轴试验,在0次、5次和10次干湿循环下,探讨棕榈纤维加筋基材的抗剪强度特性和应力-应变关系.试验结果表明,棕榈纤维加筋可改善基材破坏性能,使其从脆性破坏变为延性破坏;棕榈纤维掺入量为0.4％时,纤维加筋基材的强度增强效应最佳;棕榈纤维加筋提高了基材的残余强度,降低了基材的软化特性.此外,加筋基材的应力-应变曲线可采用应变软化模型描述.     

基于数值试验的FRP约束混凝土圆柱轴压性能研究

纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土柱(FRP Confined Concrete Column,简称"FCCC")具有承载力高、延性好等优点,目前以试验为主要研究方法,很难对其截面尺寸、混凝土强度等级及FRP层数等参数进行全面研究。首先对FCCC轴压性能的试验和数值模拟研究现状进行了归纳总结,然后基于Drucker-Prager弹塑性本构建立有限元模型,并通过现有试验结果验证了该模型的正确性;采用该有限元模型研究了截面直径为150 mm~750 mm,混凝土强度等级为C30~C80以及FRP层数为1层至5层的不同FCCC的轴压性能。结果表明:FRP层数恒定时,FCCC的轴向承载力和延性随着混凝土强度等级的提高而分别提高和降低;混凝土强度恒定时,FCCC的轴向承载力和延性随着FRP约束量的增加而提高;混凝土强度和FRP层数恒定时,FCCC的轴向承载力随着直径的增大而减小。通过数值试验的方法较全面地研究了不同参数对FCCC轴压性能的影响,可为FCCC受力性能的进一步研究和工程设计提供参考。     

干燥和饱水状态下岩石混凝土一体两介质受力特征试验研究

为了研究干燥和饱水状态下岩石-混凝土一体两介质损伤破坏特征,揭示饱水作用下一体两介质的破坏机理,开展了砂岩、混凝土和砂岩混凝土一体两介质三种模型试件在干燥和饱水状态下单轴压缩试验研究.结果表明:岩石-混凝土一体两介质表现出单一介质模型连续性的力学特性;干燥和饱水状态下岩石-混凝土一体两介质强度介于岩石和混凝土单一介质之间,且更接近强度更低的混凝土试件;三种模型试件在干燥状态下破坏形式为脆性破坏,而饱水状态下破坏形式为延性破坏.     

掺橡胶颗粒轻集料混凝土力学性能的试验研究

为了研究橡胶颗粒等体积替换轻集料混凝土中河砂对轻集料混凝土力学性能的影响,对20组共60个试件在替换率为10％、20％和30％时的力学性能进行了试验,测得不同替代率的轻集料混凝土的表观密度、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量、轴心抗压强度以及棱柱体单轴受压应力-应变曲线,并对试验结果进行了分析.试验结果表明:轻集料混凝土的表观密度、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量和轴心抗压强度随着橡胶颗粒替代率的提高而降低,棱柱体单轴受压应力-应变全曲线的峰值应变随着橡胶颗粒替代率的提高不断增大,峰值应变后曲线随着替代率的提高越发趋于平缓,抗压破坏模式由脆性破坏转变成延性破坏.     

基于双曲线函数的岩石三轴强度回归预测模型

随着采矿活动愈来愈深入地壳，岩层中岩石破坏造成的影响越来越大，准确获取岩石破坏时的强度对于指导工程施工和安全生产尤为重要。为了提高岩石在不同围压条件下三轴压缩破坏强度的预测精度，根据砂岩三轴强度曲线的非线性特征，利用回归预测方法推导建立了基于双曲线函数的岩石三轴压缩强度回归预测模型，对该模型进行了4个指标的检验，初步证明了其合理性；进一步将该预测模型与H-B准则和M-C准则进行比较，结果表明，该模型预测值的平均相对误差仅为5.15%,而H-B准则为11.44%,M-C准则为14.34%,显然该模型的预测精度更高。该岩石强度预测模型可为地下工程结构设计提供参考。     

FRP管混凝土组合结构理论研究

运用层板理论、平截面假定和平衡条件对FRP管混凝土梁柱构件进行了理论计算,分析了轴压比、径厚比、混凝土强度、配筋率和铺层角度对弯矩-曲率曲线的影响以及FRP配置率与弯矩-轴力相关曲线关系.部分理论分析与试验结果作了比较,弯矩-曲率曲线吻合较好.计算表明,FRP管混凝土组合结构能有效地提高构件的承载力,并由于FRP管的约束作用而提高混凝土强度和延性;弯矩-曲率曲线为双线性,第一刚度取决于混凝土刚度,第二刚度取决于FRP壳体刚度;当径厚比较小时轴压比对弯矩-曲率曲线影响较小,当径厚比较大时,随着轴压比增加,弯矩和极限曲率先增后减;配筋率增加则极限弯矩提高,耗能能力增加;随着纤维与杆件纵轴的角度减小,第二刚度和极限弯矩提高.