真实水荷载对混凝土强度影响的试验研究

为了了解混凝土材料在水环境中的力学性能，本文试验研究了混凝土在水中及三轴应力状态下的抗压强度特性。试验在大型多功能静动三轴仪上进行，混凝土试件采用Φ100mm×200mm圆柱体试件，试验中考虑了不同的水荷载作用方式、围压和湿度含量的影响。试验的水荷载作用方式分为机械围压(试件密封)和真实水围压(试件不密封)两种。围压大小分别为0、2和4MPa。为了确定湿度对混凝土强度的影响，进行了干燥和饱和两种湿度混凝土的三轴压缩试验，并进行对比。试验研究表明，试件密封条件下，干燥和饱和混凝土的强度均随围压增加且效应明显，但干燥混凝土比饱和混凝土的围压效应更显著；在试件不密封条件下，混凝土三轴强度比密封条件下的强度低。试件不密封条件下，饱和混凝土的三轴强度接近其单轴强度，但干燥混凝土强度降低较大。文中还基于混凝土内部孔隙水压力和外部水荷载的相互作用机理，对试验结果进行了初步解释。     

多轴应力条件下碾压混凝土层面抗剪强度试验研究

针对碾压混凝土重力坝和拱坝等坝体真实的工作受力状况,对碾压混凝土拱坝所用的二级配混凝土材料成型的本体、层面处理和层面不处理试件,进行了单轴及多轴应力条件下的剪切试验研究。试件尺寸为150mm×150mm×150mm,试验比较了不同应力状态对本体和含层面试件的抗剪强度和变形特性的影响。结果表明：在低应力压剪和压压剪应力状态下,所有试件抗剪强度和极限变形均有所提高;在有拉应力存在的状态下,所有试件抗剪强度均有所降低;复合应力状态下三种试件强度和变形特性有一定的差异。在以上试验基础上提出了碾压混凝土在复杂应力状态下的多轴剪切强度破坏准则。     

多轴应力条件下碾压混凝土层面抗剪强度试验研究

针对碾压混凝土重力坝和拱坝等坝体真实的工作受力状况，对碾压混凝土拱坝所用二级配混凝土材料成型的本体、分层处理和分层不处理试件，进行了单轴及多轴应力条件下的剪切试验研究。试件尺寸为150mm×150mm×150mm，试验比较了不同应力状态对本体和含层面试件的抗剪强度和变形特性的影响，结果表明，在低应力压剪和压压剪应力状态下，所有试件抗剪强度和极限变形都有所提高，在有拉应力存在的状态下，所有试件抗剪强度有所降低，复合应力状态下三种试件强度和变形特性有一定的差异。在以上试验基础上给出了碾压混凝土在复杂应力状态下的多轴剪切强度破坏准则。     

溪洛渡大坝混凝土芯样单轴动态性能试验研究

大坝混凝土动态性能是大坝抗震设计与安全评价的关键要素。为全面评价溪洛渡大坝坝体混凝土的动态特性,通过大坝坝体取芯,采用15 MN大型MTS材料试验机,开展溪洛渡大坝C₁₈₀40混凝土芯样在不同应变速率下的抗压试验、轴心抗压弹性模量试验及劈拉试验,得到大坝混凝土芯样的动态力学性能参数。试验结果表明,溪洛渡大坝混凝土芯样的抗压强度、劈拉强度均受应变速率影响显著,混凝土吸能能力随应变速率的增加而增加,两者表现出较强的相关性。混凝土芯样的抗压强度与劈拉强度与实验室制备全级配混凝土试件、湿筛试件的试验结果表现出差异性,原因既有后期大坝混凝土强度的增长影响,也有大坝混凝土现场拌和、浇筑及养护等条件与实验室成型养护条件差异的影响。所得结论可为开展溪洛渡大坝运行期抗震安全深化研究提供科学依据。     

高强混凝土部分力学性能的研究

高强混凝土由于配合比及减水剂、掺和种类和用量不同,3天和7天抗压强度差别但其强度发展较快,在标准养护条件下半年龄期强度较28天龄期强度可增长近20％,但后期强度增长缓慢。边长100mm立方体试件与边长150mm立方体试件的强度换算系数建议采用0.93,该系数小于普通混凝土。高强混凝土棱柱体抗压强度与立方体抗压强度比值高于普通混凝土。棱柱体强度、劈拉强度、抗折强度和轴拉强度均可用公式计算。     

水胶比对掺粉煤灰混凝土强度的试验研究

本试验以C30为设计强度,选定粉煤灰掺量为30%,取水胶比为0.36、0.4和0.5,考核指标为7 d、28 d和90 d混凝土试件的抗压和抗拉强度。研究表明,随着龄期的增长,试件抗压强度和劈拉强度基本上逐渐增大;随着水胶比减小,混凝土试件抗压和劈拉强度随之增加。经本次试验数据分析,粉煤灰掺量为30%的最优水胶比为0.4。     

两种级配混凝土试件双轴作用下强度、变形分析

水工大体积混凝土结构,如各种类型的重力坝和拱坝等,混凝土的大部分都处于明显的二轴或三轴应力状态,因此有必要进行水工上常用的大骨料混凝土双轴荷载作用下的强度和变形试验.对大坝三级配混凝土及湿筛二级配混凝土在双轴压、双轴拉-压荷载作用下的变形和强度特性进行了试验研究.观察了试件的破坏形态,根据试验结果分析了两种不同骨料级配混凝土试件峰值强度、极限变形的变化规律.分别在主应力空间和主应变空间建立了不同级配混凝土的破坏准则,为水工大体积混凝土按多轴强度理论进行设计提供了试验参考.     

塑性混凝土强度和尺寸效应的试验研究

通过对12个配合比、3个龄期共405个塑性混凝土试块的强度试验,研究了塑性混凝土相关强度之间的关系,塑性混凝土抗压强度和劈拉强度的尺寸效应,以及塑性混凝土抗压强度与龄期之间的关系。试验结果表明:塑性混凝土抗压强度、劈拉强度、抗折强度之间具有良好的统计关系;相比边长为150 mm的立方体试块,边长为100 mm的塑性混凝土立方体试块的抗压强度和劈拉强度的尺寸效应系数分别为0.937 5和0.861 6;龄期对塑性混凝土的抗压强度有较大的影响。在此基础上,建立了相关强度指标之间的换算关系式以及轴心抗压强度与龄期的对数关系式。     

大坝全级配与湿筛二级配混凝土力学性能试验研究及统计分析

以某大坝工程为研究对象,采用现场浇注成型的试件进行全级配和湿筛二级配混凝土强度试验。试验结果表明,在28 d、90 d、180 d三个龄期时全级配与湿筛二级配混凝土的抗压强度比值最大,劈拉强度比值次之,弹性模量比值最小。而后,结合其它大坝混凝土强度实测试验数据,统计分析了全级配与湿筛二级配混凝土的强度比值关系。分析结果表明,全级配和湿筛二级配混凝土强度比值均服从正态分布,由此分别给出了具有95%保证率的全级配与湿筛二级配混凝土抗压、劈拉强度比值,从而可通过湿筛二级配混凝土强度预测全级配混凝土强度。更多还原     

钢管超高性能混凝土短柱轴心受压应力-应变关系试验研究

为研究钢管超高性能混凝土短柱轴心受压性能,通过改变钢管壁厚,设计５组共计１５个试件,采用静力试验研究试件应力-应变曲线及破坏模式,分析钢管壁厚对轴压性能的影响规律。试验结果表明,试件均为强度破坏;钢管超高性能混凝土短柱轴心受压全过程主要分为弹性段、弹塑性段和平稳段三个阶段;混凝土强度和钢管壁厚对试件应力-应变关系曲线影响较大;提高混凝土强度和钢管屈服强度均能显著提高试件承载力。基于试验,提出钢管超高性能混凝土轴压短柱计算公式。     

橡胶混凝土力学性能的试验研究

橡胶混凝土因其优越的材料性能而具有较好的应用前景,而强度的降低成为关键问题。试验以强度C25的普通混凝土为基准,用废旧轮胎橡胶颗粒等体积取代细骨料制成橡胶混凝土,研究不同橡胶颗粒粒径和掺量对混凝土力学性能的影响。研究结果表明:橡胶混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均较基准混凝土的小,且随着橡胶掺量的增加而逐渐减小。拉压比较基准混凝土的大,且随着橡胶掺量的增加有增大的趋势。另外试验结果也显示,橡胶的掺入增强了混凝土的韧性,可为橡胶混凝土的实际应用提供技术支持。     

乌东德大坝低热水泥全级配混凝土强度性能试验研究

为正确评价乌东德大坝低热水泥混凝土的强度性能,在施工现场分春夏秋冬4次浇筑成型低热水泥全级配和湿筛混凝土试件,开展不同龄期混凝土抗压强度、劈拉强度、轴压强度和弹性模量试验研究。根据试验结果,对低热水泥混凝土强度性能的时变特性及全级配和湿筛混凝土强度性能的换算关系展开分析。结果表明,不同季节低热水泥混凝土的抗压和劈拉强度均达到设计强度;365d龄期混凝土强度性能相较于设计龄期仍有明显增长;低热水泥全级配和湿筛混凝土抗压和劈拉强度的换算关系均服从正态分布,具有95%保证率的换算关系分别为0.68和0.62。实际大坝工程,建议根据分析需要选用平均值或95%保证率的比值作为换算关系。     

锈染骨料对湿筛与全级配大坝混凝土力学性能的影响对比

为分析锈染粗骨料对大坝混凝土力学性能的影响,对比测试不同骨料工况湿筛及全级配混凝土的抗压、劈拉及轴向拉伸性能。结果表明:锈染物附着在原岩表层,厚约3~5 mm,锈染骨料的强度略低于无锈染骨料,且压载过程中存在劈裂剥离现象;锈染物降低了混凝土的力学性能,锈染骨料混凝土的抗压、劈拉及轴拉强度降低率分别在5%、10%及13%以内,但随龄期的增长而减小;全级配混凝土劈拉强度、轴拉强度及极限拉伸值分别为湿筛混凝土的70%～79%、56%～62%及56%～63%;试件断面内部特大石及大石分布相对均匀、有被拔出或拉断的情况,锈染骨料切口可见锈染物。研究成果可为锈染骨料对混凝土的性能影响评价及在大坝中的合理应用提供技术支撑。     

混凝土早期力学性能试验研究

混凝土前7 d的力学性能对各种工程耐久性有重要影响.为探索混凝土早期的力学性能变化规律,基于4种配合比进行了混凝土前7 d 5个龄期的力学性能试验,得出如下结论:（1）混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度和极限拉伸值等性能在前3 d龄期的增长率远高于3—7 d的增长率;（2）混凝土前7 d的轴心抗拉强度均大于其劈裂抗拉强度;（3）以劈裂抗拉强度为基准的压拉比和以轴心抗拉强度为基准的压拉比,都呈先减小后缓慢增大的趋势,但是以劈裂抗拉强度为基准的压拉比较大.     

碾压混凝土层面强度特性试验研究

研究不同工况有层面碾压混凝土及其碾压混凝土本体强度特性,得出碾压混凝土本体强度、劈拉强度和轴拉强度均大于有层面碾压混凝土的相应强度,试验给出有层面展压混凝土抗压强度、层面劈拉强度、层面轴拉强度间相关关系,研究工作针对龙滩高碾压混缔造理力坝设计的需要,其成果为即将开工的龙滩工程建设提供了重要的参考依据。     

橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能影响分析

为研究橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能的影响规律,以3种橡胶粉掺量和4种橡胶粉细度为变化参数,对橡胶混凝土和普通混凝土进行抗弯拉强度和立方体抗压强度试验,并得出橡胶混凝土脆性系数。试验结果表明:橡胶混凝土脆性较小,具有良好的变形能力;橡胶粉掺量对混凝土各强度指标的影响程度高于细度对其的影响;橡胶粉掺量10%和20%的橡胶混凝土的抗弯拉强度和立方体抗压强度均随橡胶粉掺量的增加而减小,随橡胶粉细度的增大而增大;橡胶混凝土脆性系数随着橡胶粉掺量的增加而不断减小;橡胶粉掺量30%、细度为177 μm的橡胶混凝土性能指标的离散性较大,建议实际工程中采用掺量≤20%,细度≤250 μm的橡胶粉。研究成果可为橡胶混凝土在道路工程的应用提供参考。     

带裂缝混凝土轴拉力学性能及Kaiser效应试验研究

为了解带裂缝混凝土在轴拉荷载作用下的力学特性和在变幅循环荷载作用下声发射Kaiser效应,设计了3种带不同初始缝长的混凝土轴向拉伸试验,详细分析了初始缝长对混凝土轴拉强度、断裂韧度、弹性模量等力学参数和声发射Kaiser效应的影响。结果表明:随着初始缝长的增加,混凝土弹性模量保持不变,断裂韧度逐渐增加,轴拉强度与初始缝长呈线性递减关系;在变幅循环荷载作用下,混凝土表现出明显的Kaiser效应,随着荷载水平的提高,Kaiser效应逐渐减弱;当缝高比小于0.4时,Kaiser效应随初始缝长的增大逐渐增强;Kaiser效应本质上是由混凝土内部损伤程度决定的。此外,混凝土轴拉强度的大小会影响其在低荷载水平作用时声发射信号的强弱,据此可判断混凝土试件强度的高低。     

再生混凝土吸水率与强度的相关性研究

为研究再生混凝土吸水率与强度的相关性,选用5~20 mm的再生粗骨料取代天然粗骨料,以再生粗骨料取代率为10%～100%(每10%为一组,共取10组)、3种不同水胶比(0.3,0.4,0.5)的再生混凝土设计试验方案,并选用普通混凝土(取代率0%)作为对照组。在试验组和对照组共同试验的情况下,探讨养护龄期、取代率、水胶比对再生混凝土吸水率与强度的影响规律。结果表明:当取代率保持在≤50%范围内,用再生粗骨料制作的混凝土抗压强度高并且吸水率较低;再生粗骨料取代率在20%附近时,再生混凝土吸水率最低,劈拉强度最高;再生混凝土吸水率和抗压强度这2个检测指标间存在对数关系;再生混凝土和普通混凝土的劈拉强度与吸水率之间也呈幂函数关系。以上结论为检测混凝土强度提供了新的思路和方法,在实际工程中具有重要的指导意义。     

混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的试验研究与强度计算

为探究混杂钢-聚丙烯纤维混凝土力学性能,基于复合材料强度理论,在试验研究的基础上,对混凝土强度对比试验结果进行数值分析,并根据试验结果规律,给出了混杂钢-聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的计算式,以及各强度间的关系。通过数理统计方法分析研究了混杂纤维混凝土中纤维体积率、长径比对强度的影响,确定了计算模式中的待定参数。从强度计算式中不同纤维对应的影响系数可以看出,对混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度起决定作用的是钢纤维的体积率和长径比;混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度计算式与关系式拟合效果良好,可为同行业研究者们和工程应用提供参考。