再生混凝土的单轴压缩动态力学性能EI北大核心CSCD

利用再生粗骨料取代天然粗骨料制备再生混凝土,开展了单轴受压动态力学性能试验,研究了应变速率、再生骨料取代率对再生混凝土应力-应变曲线特征、弹性模量、抗压强度和峰值应变的影响.利用统计损伤模型分析了再生混凝土的细观损伤演化规律.结果表明:不同应变速率下再生混凝土的单轴压缩应力-应变全曲线具有相似性,随着应变速率的提高,其抗压强度、弹性模量呈增大趋势,峰值应变则逐渐减小;当取代率为100%时,再生混凝土表现出更显著的应变速率敏感特性;随着应变速率的提高,表征细观损伤非均质演化过程的特征参数呈现出明显规律性的变化,与微结构应变率效应机理、宏观非线性本构行为之间表现出良好的一致性.     

单轴拉压状态下混凝土破坏的细观数值演化分析

在提出可同时满足级配曲线及指定骨料填充率的任意凹凸形骨料配置算法的基础上,建立了混凝土试件的细观随机骨料模型,并建立了空间应力环境下细观单元的弹性损伤本构关系;分别就工程中常采用的两种不同的混凝土强度,研究了混凝土试件的细观损伤演化过程及细观单元力学参数取值对混凝土试件宏观表征强度的影响。数值算例验证了模型的有效性,并揭示出混凝土试件破坏主要是由细观单元的拉伸损伤积累所导致的。     

混凝土损伤演化的随机力学参数细观数值影响分析

在提出一种交叠骨料微步长迭代自动调整算法的基础上,采用任意凹凸型骨料配置算法建立混凝土细观数值试件。基于细观单元的弹性损伤本构关系,采用位移控制模式,着重针对两类常用的力学参数随机分布——Weibull及对数正态分布,进行了不同力学参数的常规混凝土拉压数值模型破坏试验,分析了主要力学参数的随机分布对混凝土试件宏观表征力学性质的影响。该研究可为混凝土细观数值模型中力学参数的合理确定提供依据。     

再生大骨料自密实混凝土力学性能研究

通过抗压强度、劈裂抗拉强度、峰值压应变、静态弹性模量和应力-应变关系试验,研究了自密实混凝土强度、再生大骨料强度、再生大骨料粒径对再生大骨料自密实混凝土(RCASCC)力学性能的影响.采用数据拟合的方法对国内外典型混凝土单轴受压应力-应变模型中的相关系数进行了修正,给出了适用于RCASCC的单轴受压本构模型,分别建立了...     

粗骨料的粒径对高强混凝土力学性能的影响

试验研究了粗骨料的最大粒径对高强高性能混凝土的强度及弹性性能的影响,结果表明,粗骨料在高强混凝土中存在最大粒径效应,高强混凝土弹性模量随粗骨料粒径的增大而增大,并在25mm处取得最大值,各组高强混凝土应力-应变曲线的上升段更接近于直线。     

结构轻骨料混凝土的应力-应变全曲线

测定了采用高强轻骨料配制的强度等级LC30～LC55的结构轻骨料混凝土(LWAC)的应力-应变全曲线。该强度范围的LWAC应力-应变全曲线的方程可采用与现行设计规范中普通混凝土相同的形式,但其中系数不同;实验与拟合结果吻合良好。LWAC应力-应变全曲线的峰值应力与峰值应变、收敛点应力和拐点应力都有良好的线性关系,峰值应变为(2 01～2 93)×103με。在同等峰值应力情况下,结构轻骨料混凝土的峰值应变比普通混凝土的约大600με。     

再生大骨料混凝土单轴受压本构关系

对4组不同堆石取代率的再生大粒径骨料(粒径为80~150mm)自密实混凝土进行了单轴受压试验,测得其承载力,并绘制应力-应变曲线.研究结果表明,再生大骨料自密实混凝土棱柱体轴心受压应力-应变关系曲线基本接近直线,其比例极限和强度极限接近,只有微小的塑性变形,破坏呈突发式纵向破坏.     

结构轻骨料混凝土应力-应变曲线研究

对国内外四种轻骨料混凝土应力-应变曲线方程进行了分析、比较,结合相关试验结果,提出了分段式方程.上升段表达式和现行<轻骨料混凝土结构技术规程>(JGJ12-2006)一致,下降段采用有理分式,方程中唯一的常数B可由关键点坐标确定,并给出了关键点坐标和峰值应力之间的关系表达式.该方程形式简单,能够完整、准确地反映曲线下降段的应力一应变关系,可为轻骨料混凝土结构非线性分析提供参考依据.     

高强轻骨料混凝土大跨径桥梁结构设计参数分析

高强轻骨料混凝土应用于大跨度桥梁结构中,具有广泛的发展前景。首先总结了轻骨料混凝土力学性能、抗震性、耐久性等性能优点,然后阐述了轻骨料混凝土桥梁的研究及发展现状。最后,结合各国规范,对轻骨料混凝土的设计指标参数、设计理论及实践进行了对比研究。     

轻骨料混凝土应力-应变曲线的研究

在对轻骨料混凝土的应力-应变曲线特征分析的基础上,提出了轻骨料混凝土强度等级提高后的轻骨料混凝土应力-应变曲线及各主要特征值的取值,供结构设计时参考。     

轻骨料混凝土应力-应变全曲线的数值模拟

基于二维刚体弹簧元数值模拟法,计算得出了峰值应力为16.49~34.97 MPa的4个强度等级轻骨料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线,并与2种试验拟合曲线进行了对比.结果表明:二维刚体弹簧元数值模拟法能很好地预测不同强度等级轻骨料混凝土的峰值应力、峰值应变,且计算得出的应力-应变全曲线与试验结果吻合很好,因此该法可应用到轻骨料混凝土的结构分析中.根据二维刚体弹簧元数值模拟法计算结果,建议了一个较为简单的有理分式作为轻骨料混凝土单轴受压应力-应变全曲线的解析表达式.     

不同粗骨料强化方法对全珊瑚骨料混凝土基本力学性能影响

为研究不同浸泡溶液对珊瑚粗骨料物理性能指标及珊瑚混凝土基本力学性能的提升效果,利用水泥-粉煤灰、水泥-硅灰、水玻璃溶液浸泡强化珊瑚粗骨料,并制成全珊瑚骨料混凝土,完成了立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉、抗折、受压应力-应变曲线、弹性模量、泊松比等基本力学性能测试。结果表明：水泥-粉煤灰溶液浸泡处理后珊瑚粗骨料（CCA-F）和CCA-F混凝土力学性能的提升最明显,处理后粗骨料筒压强度提高17%,混凝土立方体抗压强度较粗骨料处理前在C25、C30、C35等级下分别提升了30%、18%、11%。3种浆液强化后珊瑚骨料混凝土其他力学性能的变化规律与立方体抗压强度相似,但泊松比变化不明显。     

骨料对混凝土力学性能的影响分析

利用颗粒流方法,实现了相同条件下混凝土的骨料大小和空间位置对其破坏形态、应力-应变曲线、峰值应力和割线模量的影响规律研究.通过对比砂浆与骨料的不同质量比(5∶5,4∶6,3∶7,2∶8)以及不同级配(一级配、二级配、三级配、四级配)骨料的混凝土单轴压缩仿真试验结果,发现骨料有阻止混凝土裂纹扩展的作用,且骨料越大,阻止混凝土裂纹扩展的作用越强,而微裂纹多绕骨料产生和发展;砂浆中加入骨料对混凝土强度和变形特性具有明显的改善作用,相对于砂浆的峰值应力5.2MPa和割线模量30.7GPa而言,在砂浆与骨料质量比为5∶5和4∶6时,不同级配混凝土的峰值应力约增加22%~48%、割线模量增加-8%~99%,其平均值基本维持在6.5MPa和7.2MPa,37.4GPa和42.6GPa;在砂浆与骨料质量比为3∶7和2∶8时,不同级配混凝土的峰值应力急剧增加40%~228%、割线模量急剧减小79%~92%,其平均值分别为9.2MPa和15.4MPa,15.8GPa和4.4GPa.当砂浆与骨料的质量比相同时,骨料级配越高,越容易形成架空结构,造成局部不稳定,影响骨料增强效果;级配相同时,混凝土强度随骨料质量占比的增大而增大,且其应力-应变曲线呈现出单峰到双峰再到单峰的变化趋势,这说明骨料空间结构的稳定程度决定了混凝土应力-应变曲线的形状变化.     

定侧压下大骨料混凝土的动态双轴破坏准则研究

利用静、动三轴试验机对定侧压下的大骨料混凝土施加动态双轴压荷载,研究不同的侧压力和应变率(应变率为10~(-5)～10~(-2)/s)对大骨料混凝土的受力性能影响。在主应力和八面体应力空间,建立了在不同应变率下大骨料混凝土的双轴破坏准则。试验表明:应变率没有改变材料的破坏形态,大骨料混凝土在动态双轴压荷载下主要为层状劈裂破坏。随着应变率的提高,大骨料混凝土试件表面有更多的骨料破坏,同时断面趋于平整。大骨料混凝土的动态强度随着应变率的增加而增加,随着侧压力大致呈抛物线型变化,且均在侧压力为0.50f_c时达到最大值。     

基于细观结构塑钢纤维轻骨料混凝土受压力学性能数值模拟

为了从细观结构上研究塑钢纤维轻骨料混凝土的破坏机理,通过ANSYS有限元分析软件进行二次开发建立了塑钢纤维轻骨料混凝土模型,分别模拟了塑钢纤维轻骨料混凝土抗压试验、裂纹演变过程以及应力-应变曲线。结果表明:当掺量小于9kg/m~3,轻骨料混凝土的抗压强度随着塑钢纤维掺量的增加而增加,当超过9kg/m~3时,轻骨料混凝土的抗压强度呈下降趋势,掺量为5kg/m~3、7kg/m~3、9kg/m~3、11kg/m~3、13kg/m~3较无纤维的轻骨料混凝土分别提高了2.9%、4.6%、9.6%、7.2%、3.6%,并与试验结果基本吻合;从模拟的塑钢纤维轻骨料混凝土的裂纹演变过程来看,塑钢纤维的掺入改变了轻骨料混凝土的裂纹扩展路径。通过模拟150mm×150mm×300mm棱柱体试件在受压状态下的应力-应变全曲线,与试验结果对比分析可以看出,应力-应变曲线下降段较为平缓,很好地避免了试验机的刚度不足的情况,说明了此方法对于模拟塑钢纤维轻骨料混凝土的静力学特性具有一定的可靠性。     

基于真实骨料形状库的混凝土细观数值模型

针对混凝土细观数值模型生成的骨料形状与真实骨料形状不一致及难以进行凹凸型骨料的侵入判断等问题,提出了一种基于真实骨料形状库的骨料数值生成方法。采用双判据准则直接对凹凸型骨料进行侵入判断,并提出一种两阶段细观有限元方法对混凝土试件进行网格剖分;采用VC++开发的混凝土力学性能细观数值模拟前处理软件对该方法进行了验证。结果表明:这种改进的骨料数值生成方法使细观数值模型更加接近实际混凝土试件,消除了外包络辅助几何体增加骨料占用面积对骨料填充率的影响,同时能够尽可能地用矩形单元对混凝土细观数值模型中的各相材料分别进行网格剖分。     

再生混凝土单轴受压应力应变关系研究

应力-应变关系是再生粗骨料混凝土结构设计和分析的重要依据.文中采用等应力循环加卸载方法得到了再生粗骨料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线,并建立了相应的数学模型.研究结果可为再生粗骨料混凝土结构设计和分析提供参考依据.     

砖骨料地聚物再生混凝土力学性能试验研究

为推动废弃黏土砖的资源化利用,设计了45个含不同砖骨料取代率(0%,30%,50%,70%,100%)的地聚物再生混凝土试块(15个立方体试块和30个棱柱体试块),并对其力学性能进行试验研究。通过单调受压试验,研究砖骨料地聚物再生混凝土试块抗压强度与砖骨料取代率的关系,得到了棱柱体试块的应力-应变曲线,并对其峰值应力、弹性模量、峰值应变和极限应变等进行分析。结果表明：砖骨料地聚物再生混凝土呈现碎块慢慢剥落,最终在纵截面出现一条斜向贯穿裂缝而引起斜向剪切裂缝破坏;随着砖骨料取代率的升高,试件的抗压强度呈下降趋势,但延性有所提高;当σ≤0.35 f_ck时,表面并无细微裂纹,试块处于弹性受压状态;当0.35f_ck≤σ≤0.85 f_ck,试件表面微裂缝开展,试块在由弹性向弹塑性过渡的阶段;当0.85 f_ck≤σ≤1.0 f_ck,试件表面破坏加剧,内部有声响及裂缝扩展;峰值荷载过后,试件破坏并丧失承载力。随着砖骨料取代率的增大,试块弹性模量明显降低,棱柱体混凝土试块的峰值应力呈梯度化下降...     

箍筋约束轻骨料混凝土轴心受压应力-应变曲线研究

为研究轻骨料混凝土轴心受压应力-应变曲线,考虑箍筋约束效率的影响,以有效侧向约束应力与非约束轻骨料混凝土强度之比为参数,建立了适用于轻骨料混凝土的峰值应力、峰值应变和下降段代表点计算模型,给出了轴心受压应力-应变曲线峰值点时箍筋实际应力计算方法;根据箍筋约束轻骨料混凝土应力-应变曲线的特点,基于箍筋强度和混凝土强度,通...