不同应变率下混凝土受压损伤试验研究

通过在大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室的大型静动态电液伺服试验系统上对普通混凝土受压试件在应变率为10-5/s～10-2/s范围内进行动态单轴直接抗压试验,分析了动态荷载下混凝土的抗压强度、弹性模量以及临界应变随应变率的变化规律,结果表明,混凝土的弹性模量随应变的增加而增加,混凝土的抗压强度和临界应变与应变率之间呈线性关系,并给出了抗压强度、临界应变受应变率影响的经验公式;以切线模量的退化来量度损伤,从损伤的角度分别在应力和应变空间分析了混凝土动态损伤槛值随应变率的变化规律和混凝土的动态损伤演化规律。研究表明,随着应变率的增大,混凝土损伤应力槛值增加,但损伤应力槛值与最大应力的比值变化不大,损伤应变槛值及其与临界应变的比值随着应变率的变化影响不大;在相同的应力比或应变比条件下,混凝土损伤值随着应变率的增加而减小。     

基于能量法的混凝土双轴动态受压损伤特性研究

为研究混凝土损伤特性,对边长为150 mm的立方体混凝土试块在不同侧向压力(0,0. 1f_c,0. 3f_c,0. 5f_c)和不同应变速率(10~(-5),10~(-4),10~(-3),10~(-2)s~(-1))下进行循环加卸载试验。用改进的Najar能量法确定了新的损伤变量表达式,以此分析侧向应力和应变速率对混凝土损伤演化的影响。研究结果表明:推荐的损伤变量表达式与混凝土实际受载情况相符;混凝土在双轴受压状态下损伤演化可以分为3个阶段:1)损伤不变阶段; 2)损伤加速发展阶段; 3)损伤发展完成阶段。侧应力对混凝土的损伤发展具有阻碍作用,侧应力越大,对裂缝发展的阻碍作用越强,混凝土的损伤发展滞后性越明显;应变速率对混凝土的损伤演化影响具有一定的规律性,侧应力一定时,混凝土的损伤随着应变速率的降低而滞后。     

颗粒材料受压力学特性研究

颗粒材料具有非均质性、非连续性及随机性等内在的独特性质,其力学特性与颗粒的大小、排布、堆积高度、表面的粗糙程度以及加载速度等因素均有密切关系。本文通过室内实验,研究了堆积高度、加载速度等因素对颗粒材料自组织现象的影响。     

冻融后煤矸石混凝土受压损伤声发射特性

为了研究冻融循环作用后煤矸石混凝土的受压损伤特性,基于声发射技术,对冻融循环作用0,25,35,45次后的煤矸石混凝土进行单轴抗压试验,对煤矸石混凝土受压破坏全过程中的损伤特性进行动态分析;依据冻融循环后煤矸石混凝土受压破坏过程中所释放的声发射能量,对其内部损伤程度进行定性分析,并依据声发射事件累计计数建立了煤矸石混凝土损伤演化模型.研究表明:随着冻融循环次数的增加,煤矸石混凝土的初始损伤程度增大,峰值应力减小,脆性表现明显;依据声发射事件累计计数建立的损伤演化模型与试验结果符合较好,为研究冻融环境下的煤矸石混凝土损伤演化规律提供了参考.     

煤矸石混凝土轴心受压声发射特性与损伤模型研究

对煤矸石粗集料取代率分别为0%,20%,40%,60%的4组煤矸石混凝土进行了轴心受压试验,并使用声发射(AE)技术对煤矸石混凝土受压破坏过程中的损伤演化规律进行动态分析.根据煤矸石混凝土受压损伤时所释放的声发射信号与能量,定性分析了材料的损伤程度,并以声发射参数为基础建立了煤矸石混凝土损伤演化方程与损伤本构模型.结果表明:煤矸石混凝土轴心受压应力-应变全曲线形状与普通混凝土基本一致,随着煤矸石粗集料取代率的增大,煤矸石混凝土的峰值应力略有下降,但下降幅度不大;声发射参数可有效描述煤矸石混凝土损伤的演化规律,且随着煤矸石粗集料取代率的增大,煤矸石混凝土的耗能能力减弱;以声发射参数为基础建立的煤矸石混凝土轴心受压损伤本构模型与试验结果吻合较好,可以为煤矸石混凝土的理论研究与工程应用提供可靠的依据.     

不同初始损伤混凝土单轴压缩分形特征分析

混凝土是一种具有初始缺陷的多向复合材料,为研究混凝土材料的初始损伤对试件最终发生宏观失稳破坏的影响,对不同含气量的混凝土试块进行单轴压缩试验,并采用DS2系列全信息声发射信号分析仪完成混凝土压缩全过程的数据采集和三维损伤定位。基于Matlab编制的程序试件获得在不同应力阶段的声发射率的关联维数以及线性拟合相关系数。结果表明:声发射率在不同应力阶段具有明显的分形特征,可以把声发射率出现类似岩石材料的平静期效应且声发射率关联维数曲线出现最大-最小模式,作为综合判断试块失稳破坏的前兆。不同初始损伤的试块随着初始损伤的提高,声发射率关联维数曲线在临界荷载之后波动性减弱,呈现逐步下降趋势。     

粉煤灰混凝土简支梁承载特性研究

粉煤灰混凝土简支梁的承载特性及破坏特征一直是工程界最为关注的课题之一。基于此,文中首先结合室内实验,对粉煤灰混凝土简支梁逐级加载受压过程中的挠度、应力变化及裂纹渐进萌发过程进行分析;然后借助ABAQUS软件建立数值模型,对不同加载条件下粉煤灰简支梁的承载特性及破坏过程进行数值模拟。同时,将计算结果与室内实验结果进行了对比分析。     

混凝土受压构件的协同损伤机理

在混凝土受压构件损伤演化过程中,各组分之间表现出强烈的非线性相互作用.在这一过程中,裂纹由最初的随机分布状态向将要发生破坏区域集中演化,表现出从无序到有序演化的现象,具有明显的自组织特征.根据混凝土受压构件的自组织特性,建立其损伤演化的序参量方程,求出定态解和非定态解,对混凝土受压构件损伤协同演化机理进行讨论.     

橡胶混凝土承载特性与应用研究

针对废橡胶处理难的问题,提出将其掺入混凝土中,既解决了这一难题,又改善了混凝土的部分工作性能。基于国内外最新研究成果,首先阐述了橡胶对混凝土强度的影响机理,并且根据自身特点指出强度提升方法;其次介绍了橡胶的加入对混凝土抗震、抗裂等性能的改善;最后指出其研究方向和工程应用前景。     

聚丙烯纤维混凝土单轴受压损伤机理研究

考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比两因素,设计制作了7组混凝土试件,通过单轴受压应力-应变全曲线试验,研究了聚丙烯纤维对混凝土力学行为的影响。采用声发射信号采集系统同步监测混凝土内部损伤演化过程,分析了聚丙烯纤维混凝土单轴受压损伤机理。结果表明,聚丙烯纤维显著改善了混凝土的峰后延性和抗压韧性。混凝土试件贯通裂缝形成时,声发射撞击数突增,应力迅速下降,损伤发展较快。随着纤维体积掺量增加,试件声发射累计撞击数逐渐增大;纤维长径比为280时,声发射累计撞击数最大。聚丙烯纤维混凝土破坏时剪切裂纹所占裂纹总数比重较大,试件呈现剪切破坏形态。     

单轴受压状态下的混凝土力学特性研究

进行了10-5/s、10-4/s、10-3/s三种应变速率下C30混凝土单轴压缩试验,对比并分析了混凝土的单轴受压强度、变形特性以及弹性模量等力学性能。试验结果表明,随着反应速率的不断增加,混凝土极限抗压强度呈增加的趋势,混凝土的峰值应变呈减小的趋势,单轴受压状态下混凝土的动态弹性模量比静态弹性模量陡然减小。     

单轴受压状态下的混凝土力学特性研究

进行了10-5/s、10-4/s、10-3/s三种应变速率下C30混凝土单轴压缩试验,对比并分析了混凝土的单轴受压强度、变形特性以及弹性模量等力学性能.试验结果表明,随着反应速率的不断增加,混凝土极限抗压强度呈增加的趋势,混凝土的峰值应变呈减小的趋势,单轴受压状态下混凝土的动态弹性模量比静态弹性模量陡然减小.     

不同低温工况下混凝土的受压强度研究

基于由常温（20℃）降至给定低温（-40、-80、-120、-160、-190℃）、经历低温再直接或以1℃/min匀速回至常温3种工况下的混凝土受压试验,研究了不同低温作用下混凝土的受压强度及其离散性。结果表明：随着低温温度的降低,混凝土的受压强度变化率高于常温时的受压强度变化率,且整体呈增大趋势,其离散性也明显变大;而经历低温再直接和以1℃/min匀速回至常温时混凝土的受压强度变化率相比常温时均有所提高,但与低温温度关联度较低,其离散性也均减小。     

圆钢管再生混凝土长柱偏心受压承载性能试验研究

以偏心距为主要变化参数,对6个圆钢管再生混凝土长柱进行了偏心受压单调加载试验。通过试验观察了试件的破坏形态,分析了荷载-轴向位移曲线、荷载-纵向应变曲线以及延性,并研究了偏心距对试件承载力的影响。结果表明：圆钢管再生混凝土长柱在偏心荷载作用下,先后经历了弹性阶段、弹塑性阶段和承载力下降阶段,具有较好的延性,其破坏主要表现为钢管壁屈曲而导致试件整体失稳破坏;试件的承载力以及纵向变形随着偏心距的增加而降低;建议采用《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936—2014)和《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)进行圆钢管再生混凝土偏压长柱的承载力计算。     

方钢管再生混凝土长柱偏心受压承载性能试验研究

为了研究方钢管再生混凝土偏心受压长柱的受力性能,设计了15个试件进行静载试验,考虑了再生粗骨料取代率、长细比和偏心距3个变化参数。通过试验得到了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、截面应变分布情况以及试件的承载力等重要数据,对再生粗骨料取代率、长细比、偏心距等变化参数对方钢管再生混凝土偏心受压长柱承载性能的影响进行分析,利用国内外相关规程的计算方法对方钢管再生混凝土偏心受压长柱承载力进行计算,并与试验实测结果对比分析。研究结果表明：方钢管再生混凝土偏心受压长柱的承载力、破坏形态、变形特性、截面应变分布与普通方钢管混凝土偏心受压长柱相似,方钢管再生混凝土偏压长柱同样具有良好的承载力和变形能力,试件的承载力随着长细比和偏心距的增大而减小,而再生粗骨料取代率对其影响不大,根据规程DBJ 13-51-2003得到的方钢管再生混凝土长柱承载力的计算结果与试验结果吻合较好。研究结果可为方钢管再生混凝土的进一步研究和推广应用提供参考。     

龄期混凝土损伤特性研究

对尺寸ф150 mm×300 mm的混凝土试件进行了不同龄期(28、112、183、345、810、1 248、1 550 d)和不同应变速率(10-5、5×10-5s-1)下的单轴压缩试验并定义了损伤变量D,研究了龄期和加载速率对混凝土的损伤特性的影响。结果表明:(1)在相同应变速率下,随着龄期的增长,混凝土的强度增强,损伤变量值降低,但损伤发展越来越迅速。(2)选用了Weibull-Lognormal损伤本构模型,当应变为0~1×10-3时混凝土出现初始损伤;当应变为1×10-3~2×10-3为损伤稳定发展阶段;当应变为2×10-3~4×10-3混凝土的损伤变量D随应变的增长迅速加快;当应变超过4×10-3时,损伤变量D随应变的增长速率逐渐减小。(3)混凝土峰前曲线形状控制参数m值随龄期的变化趋势服从Lognormal统计分布。     

受压混凝土灌注桩的桩身材料控制

通过静载荷试验中出现的桩身材料破坏形态分析，以混凝土材料在复合应力状态下桩压强度有所提高为出发点，提出关于桩基设计时桩身材料强度取值的几点建议。     

碳纤维布条状约束不同损伤程度的混凝土柱受压性能分析

本文基于已有碳纤维(CFRP)布条状约束损伤混凝土柱(即混凝土柱首先产生不同程度的损伤之后持载进行CFRP布条状加固)的轴压试验结果,研究不同损伤程度和CFRP布条带(3道和5道)横向缠绕约束(加固量)对受压柱及CFRP布受力性能的影响。分析结果表明:相同损伤程度下,加固柱的极限承载力和延性随着CFRP布条状加固量的增加而增大;加固量相同时,其极限承载力和延性随着损伤程度的增大而降低;3道CFRP布条带(净间距125mm)加固的试件,以裸露区域混凝土压碎而破坏;5道CFRP布条带(净间距50mm)加固的试件,以条状CFRP布拉断而破坏;当损伤程度较小时,CFRP布强度均可得到充分利用;当损伤程度达到0.4后,CFRP布条状加固效果均明显减弱。     

不同应变率下煤矸石混凝土受压破坏研究

通过静态与动态试验,从弹性模量及临界应变两方面,探讨了不同应变率下煤矸石混凝土的受压破坏规律,得出了一些结论,为类似问题的研究提供了依据。     

CFRP条带加固损伤混凝土柱受压性能试验研究

通过对12根采用两种加固率(CFRP加固率30%和50%)加固不同损伤程度的混凝土圆柱进行轴心受压试验,研究持载状态下CFRP布条带约束损伤混凝土柱受压性能,分析损伤程度、初始应力和加固量对混凝土柱的受力性能影响及试件破坏特征。试验及分析结果表明:相同损伤程度的试件,其抗压承载力和延性随CFRP布加固量的增加而增大;CFRP布加固量相同的试件,其极限承载力随着混凝土柱损伤程度的增大而降低,且当损伤程度高于0.6时(混凝土柱出现竖向微裂缝),极限承载力下降较快;CFRP加固率不低于50%时,才能有效地约束混凝土柱,提高其极限承载能力和延性。