混凝土的继效流动理论

一、前言混凝土的弹性与徐变是抵抗变形和破坏的重要指标。在研究结构因强迫变形和荷载长期作用的应力应变时,需要考虑混凝土徐变和弹性性质随时间的变化。混凝土徐变是一种极为复杂的现象。为了进行结构分析,有关徐变物理方程的研究又是最重要的。在技术理论方面,把常荷载试验获得的数据用到变应力的徐变计算,概括起来主要有迭加法(又称弹性徐变理沦)、徐变率法(包括老化理论)和变形模量法(又称代数法)。更深入的研究建议将弹性徐变理论与老化理论结合,提出了弹性老化理论的徐变解析式。     

微膨胀抗冲磨混凝土早期徐变理论与试验研究

早期徐变特性是开裂敏感性评价中很重要的因素,为建立精度更高的微膨胀抗冲磨混凝土早期徐变模型,提高早期混凝土应力计算精度、裂缝预测和控制的能力,本文基于丹麦标准TI-B102(95)的徐变试验测试方法,针对混凝土早龄期徐变测试需要,将初始加载龄期从3d提前到20h左右、将龄期3d前的加卸载周期加密至1 d左右和每10 min自动采集变形数据3个方面,对丹麦技术研究所提出的早期徐变测试方法做进一步改进;通过间歇式加卸荷载的特殊加载方式,在大量试验数据的拟合和优化基础上,得到早期徐变模型的黏性和弹性系数,获得了拟合相关性系数大幅度提高(达到0.96)的早期黏弹性模型。该方法的引用和改进,可以弥补目前国内在早期徐变测试领域的空白。     

混凝土观测应力的合理计算

本文首先分析在大坝内部观测中,由混凝土的测量应变值换算成应力时,目前广泛采用的弹性徐变理论的物理方程式所存在的问题,以及在荷载减少和周期性往复作用下,继效流动方程式与试验结果的一致性等,然后讨论计算观测应力的实用方法。在后一部分的讨论中,由混凝土在变荷载下所表现的徐变规律,提出将它的整个应变过程线划分为三个阶段,对于每一阶段的应力计算分别采用不同的徐变特性指标和计算方法。由于这样的处理,将不但可以使所得之结果更为合理,而且还使后期应力的计算获得极大的简化。     

高持续荷载下的混凝土徐变破坏试验

用抗压混凝土试件进行不同高应力水平下受压与受拉徐变破坏的试验,测得试件单轴受压徐变的变形过程及破坏时间.试验结果表明,混凝土在应力强度因子超过0.9的持续荷载作用下会发生破坏,应力水平越高,混凝土发生破坏的时间越短;混凝土在长期持续荷载下的徐变变形为非线性徐变.     

钢筋混凝土和预应力混凝土构件的徐变分析

混凝土的徐变变形约为其弹性变形的1—3倍。在钢筋混凝土中,徐变会引起应力重新分布。在预应力混凝土中,徐变会使预应力有所损失。因此一直是人们所关心的课题,从文献[1]可知,直接用弹性徐变理论对钢筋混凝土和预应力混凝土进行徐变分析,对于单层配筋构件将归结于一个积分方程,对于多层配筋构件,将归结于一个联立的积分方程组,求解都比较费事。本文另辟蹊径,先在弹性徐变理论的基础上,给出了混凝土和钢筋的应力-应变的增量关系和递推公式,然后提出了钢筋混凝土和预应力混凝土徐变分析的通用公式避免了积分方程的建立和求解。由于利用了递推关系,公式结     

大坝观测中测点处混凝土的应变重分布

用湿筛法剔除混凝土部分粗骨料,湿筛后混凝土徐变增加,弹模有所降低,因而大坝应变观测中测点局部位置混凝土与周围原级配混凝土之间成为非均质变形特征的粘-弹性联体,将引起应变和应力的重分布(或调整),实测应变可能不能真实反映原级配混凝土的应变。本文首先讨论了混凝土徐变和弹性模量湿筛前、后关系的现有试验成果及其量值变化,再以大平面体内嵌入一个异性圆核为模型,分析两种非均质线粘-弹性联体圆内(应变测点位置)的应变重分布,并提出作应力应变分析时应依据灰浆率比和弹性模量比对应变观测值作相应的调整或修正。     

压荷载持续作用状态对混凝土中氯离子输运规律的影响

针对现有混凝土耐久性室内试验研究与实际结构服役状态不一致问题,试验研究了持续稳定压荷载长期作用下不同受荷水平混凝土中氯离子的输运规律,以及徐变对氯离子输运的影响。试验结果表明:持续稳定压荷载长期作用下,混凝土徐变变形随荷载水平提高而增大;混凝土渗透性开始提高的临界应力水平为0.3~0.4;混凝土的表观氯离子扩散系数随着徐变变形的增大先略有降低然后迅速增大。不同持载状态下的试验研究结果表明:持载状态对混凝土中氯离子的输运有着较大影响,应力水平高于0.4时,持续稳定荷载长期作用下徐变增大了混凝土的损伤,导致低应力水平作用下混凝土提前劣化,高应力水平下混凝土加速劣化。此外,受压混凝土超声波速的变化趋势与氯离子输运规律表现出了较好的一致性,可作为氯盐环境下混凝土耐久性能评价的检测指标。     

求解徐变应力问题的初应力法

混凝土是具有徐变特性的材料,在混凝土结构中,由于这种特性而引起的应力松弛和应变徐变,使实际发生的应力往往只达弹性应力的0.6倍左右。由于徐变效应引起的应力折减值很大,因而对精确地分析控制断面的应力、充分利用材料的强度、减少工程量和降低工程造价等方面都是有利的。目前在混凝土结构(例如大体积水工结构)中进行徐变的计算分析问题已经引起了工程界的重视。     

预应力混凝土迭合梁收缩徐变微差应力

收缩徐变微差应力为均匀微差和梯度微差分别所产生的应力之和,不能无视梯度微差应力的存在。本文推导了用以计算梯度微差应力的公式,既适用于预制部分在预应力作用下,其曲率滑梁长方向为常量时;又适用于预制部分承受自重以及施工荷钱后,其曲率为变量时。试验表明,有支撑施工的非预应力混凝土迭合梁的收缩徐变微差应力随龄期而增长,达到最大值后又随龄期而减少,以至到达可以忽略不计的程度;在短龄期的应力,其计算值尚须乘以0.5左右的折减系数。无支撑施工、一次加载的预应力混凝土迭合梁,除预制部分高度为10厘米的梁外,收缩徐变微差应力的计算值与试验值基本一致。无支撑施工、二次加载的预应力混凝土迭合梁,预制部分底缘的收缩徐变微差的拉应力很小,在设计中可以忽略不计。为验证以上认识,进一步试验研究尚有必要。     

混凝土的弹性模量、徐变度与应力松弛系数

一、前言 弹性模量、徐变度和应力松弛系数是混凝土的重要力学参数。在计算温度徐变应力、施工应力及预应力损失和整理混凝土结构的现场观测资料时都要用到这些参数。 混凝土是随着水泥承他作用的发展崦逐步硬化的,所以它的弹性模量与加荷龄期有关。至于混凝土的徐变度与应力松弛系数,不但与加荷龄期有关,还与荷载持续时间有     

面墙式碾压混凝土重力坝温度徐变应力三维有限元计算

混凝土面墙技术具有能够适应碾压混凝土重力坝快速施工、缩短工期、降低模板造价等优点,本文主要根据弹性徐变理论及有限元理论,以某枢纽工程非溢流段为研究对象,采用ANSYS软件在温度场计算的基础上,进行了施工期和运行期的温度徐变应力三维有限元计算,对使用混凝土面墙及未使用混凝土面墙两方案进行了对比分析.得到的主要结论为:两方案的温度徐变应力计算结果符合一般规律,比较合理;有面墙方案靠近坝体表面产生了较大的拉应力,可能产生表面裂缝,应采取一定的措施.避免混凝土面墙出现裂缝.研究结果对实际工程具有一定的应用价值.     

不同表面处理混凝土短柱的徐变试验

通过对轴心受压素混凝土柱、表面涂胶混凝土柱和CFRP约束混凝土柱受力变形性能的长期观测,研究了不同表面处理混凝土轴心受压短柱在长期荷载作用下的徐变发展规律。结果表明:其他条件相同时,CFRP约束混凝土柱的徐变与涂胶混凝土柱的相近,均较素混凝土柱小约20%。CFRP约束混凝土柱的徐变减小,主要是粘贴CFRP布时的胶层所致而非核心混凝土的约束效应。采用ACI209R(92)和CEB-FIP(MC90)两种徐变模型进行理论计算,并提出了基于ACI209R(92)模型的CFRP约束混凝土徐变修正计算式,试验数据与理论预测模型吻合良好。     

沙牌碾压混凝土拱坝温度徐变应力仿真计算

根据沙牌工程混凝土徐变试验资料，按混凝土固化徐变理论，分解了沙牌碾压混凝土徐变度函数，得到了沙牌混凝土粘弹性相变形、粘性相变形的数学表达式，提出了混凝土的非线性徐变应力计算方法；根据沙牌碾压混凝土拱坝的材料参数与环境参数，模拟了混凝土的施工过程，得到了沙牌碾压混凝土拱坝的三维温度场与三维应力场的仿真计算成果；比较了混凝土线性徐变应力理论与非线性徐变应力理论下拱冠剖面不同高程、不同部位大坝混凝土应力随时间的变化过程，得出了一些有意义的结论，可供大坝温控设计参考。     

钢筋混凝土迭合梁受力性能分析

1一期荷载作用下受力性能分析1．1一期荷载作用下迭合梁应力计算公式在一期荷载作用下，若变形的平截面假设成立，钢筋与混凝土处于弹性状态，预制梁裂缝高为C，则经推导可得一期荷载下迭合梁应力计算公式其中各量的意义见图1，。EI为钢筋弹模E。与预制梁混凝土弹。模Ecl的比值，即。EI。L／凡l。图1一期荷载下截面应力图12一期荷载引起的钢筋应力最大值在二期荷载作用下，裂缝高度将不断增大，在裂缝高度小于预制梁高度hi时，若认为MI一直作用在预制梁截面上，由MI引起的钢筋应力的最大值，可由（1）一（4）式求得，其值为其中内力臂…     

混凝土双轴弹模-徐变试件垫层效果试验分析

混凝土双轴受压弹模和徐变试验加载应力控制在相应龄期棱柱体强度的30%~40%,相比混凝土抗压强度试验,试件表面轻微不平整和倾斜以及钢承压板与试件承压面的摩阻对混凝土双轴弹模和徐变试验结果的影响更大。为减小混凝土试件承压面轻微不平整和倾斜以及钢压板与混凝土试件间的摩阻对混凝土双轴弹模和徐变试验结果的影响,提出适用于混凝土双轴弹模和徐变试验、能使混凝土试件在弹性变形阶段整体应力应变均匀性好的垫层。通过棱柱体混凝土试件单轴受压时不同材料和组合的垫层对应变偏差率、应变曲线及弹性特征影响的比较,筛选3种组合垫层进行双轴弹模验证试验。结果表明聚四氟乙烯薄膜(PTFE)夹土工布的组合垫层能在双轴受压弹模试验中有效降低试件竖向和横向应变偏差率,使混凝土试件应力分布均匀,2层1.0 mmPTFE夹1.2 mm土工布的组合垫层总体效果最好。     

长期荷载对混凝土断裂性能影响的试验与数值研究

徐变对混凝土结构的耐久性有重要影响。为研究徐变对混凝土断裂性能的影响,对带有预制 裂缝的混凝土梁进行了30％极限荷载和起裂荷载两种水平的弯曲徐变试验,持载时间116ｄ,并对徐变 后试件进行三点弯曲梁试验。试验结果表明,30％极限荷载应力水平下,试件中裂缝没有发生扩展,而 起裂荷载应力水平下,试件中裂缝产生扩展。通过考虑微裂缝扩展的影响,计算了起裂荷载作用后试件 的临界裂缝扩展长度、断裂能和断裂韧度。计算结果表明,徐变过程中微裂缝的扩展对断裂能的影响不 大,但是持续起裂荷载作用后试件的临界裂缝扩展长度和失稳断裂韧度提高。最后,考虑徐变裂缝断裂 过程区的黏聚力松弛效应,引入基于起裂断裂韧度的裂缝扩展准则,数值计算了荷载－裂缝口张开位移 曲线,与试验结果对比吻合良好,验证了考虑长期荷载作用的裂缝扩展全过程数值方法的可行性。     

PCCP管道结构承受内水压的全过程分析

通过分析与推导,研究预应力钢筒混凝土管(PCCP)承受内水压荷载下的全过程。将PCCP承受内水压荷载从弹性到屈服分为3个阶段:①弹性阶段;②混凝土开裂阶段;③钢丝屈服阶段。在混凝土开裂阶段建立正交异性模型,计算混凝土的应力,递推钢丝的应力,从而以判断钢丝的屈服来判断PCCP的屈服,最后得出PCCP混凝土的开裂内水压荷载以及钢丝屈服时的内水压值,并与试验进行了比较。     

基于ANSYS二次开发的早龄期混凝土徐变应力计算

徐变是混凝土材料所具有的时变特性,对早龄期混凝土的应力影响很大,不可忽略,然而工程界主流的通用有限元程序不支持混凝土徐变的计算,不利于工程应用。为此,笔者通过对ANSYS用户子程序usermat进行二次开发,编写了自定义的材料模型,利用ANSYS程序实现了混凝土弹性徐变方程的隐式解法。在此基础上,通过算例验证了该二次开发子程序的正确性,并将其应用于实际工程,通过对比,采用弹性徐变方程隐式解法求得的计算结果与实测值的变化规律相同,数据也比较吻合,误差范围一般在0.3 MPa以内,证明该子程序具有较好的精度,可以推广应用于工程早龄期混凝土温度徐变应力的预测和计算。     

循环荷载作用下高强混凝土收缩徐变试验研究

高强混凝土收缩徐变特性是国内外混凝土材料性能研究的重点之一,而循环荷载作用下高强混凝土收缩徐变报道较少.以预应力钢筋混凝土梁为试验对象,开展了循环荷载作用下高强混凝土徐变试验,得到了相应循环荷载作用下高强混凝土弹性模量和收缩徐变系数,并将收缩徐变系数和现有收缩徐变模型计算值进行了对比分析,结果表明在循环荷载作用下高强混凝土徐变明显大于恒载作用下的徐变,徐变发展呈单调递增趋势,预应力损失和高强混凝土徐变具有耦合关系;因现有模型不能准确预测收缩徐变发展规律,建议采用指数函数拟合进行计算分析.     

混凝土的拉压徐变不相等时的结构应力分析

本文用有限元法研究了在线性徐变条件下,混凝土的拉伸徐变和压缩徐变不相等时的结构应力把徐变变形看作是初应变,给出计算徐变变形的递推公式,从而可不必记录历史应力而得到隐式解法.文末算例说明,在一般混凝土坝中掺加粉煤灰后,由于混凝土的拉压徐变不相等,对其温度徐变应力有相当的影响.