重组竹轴向应力-应变关系模型

以重组竹为对象,对重组竹的轴向拉伸与压缩应力-应变关系进行研究。通过单向轴向拉伸与压缩试验,研究了重组竹的破坏形态与应力-应变关系特征。试验结果表明：重组竹拉伸的破坏模式表现为脆性拉断,受压破坏模式表现为压屈破坏、剪压破坏和楔形劈裂破坏;重组竹轴向拉伸的应力-应变关系呈线性变化,其受压应力-应变曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段和平台阶段3个阶段。对于重组竹轴向受拉应力-应变关系,建议了线弹性关系模型;对于重组竹轴向受压应力-应变关系,建议了三折线模型、通用函数模型、指数函数模型3个模型,其皆能描述重组竹轴向受压时应力-应变曲线的三个阶段。各个模型的计算结果与试验结果总体吻合度均较好。     

FRP约束混凝土的应力-应变关系

通过修正已有文献中提供的约束混凝土体积应变计算模型,并基于受定侧压力作用下混凝土的应力-应变关系模型,采用数值方法,全过程计算了具有被动约束特征的圆形截面纤维增强塑料(FRP)约束混凝土的应力-应变关系.结果表明,无论是对于具有强化特征还是具有软化特征的FRP约束混凝土,计算结果和实验结果及其他文献报道的实验结果均吻合良好.     

FRP加固轴心受压木柱应力-应变模型

在Tsai-Wu强度准则的基础上,建立了三向受压木柱的屈服准则及随后的屈服面发展方程。根据内力平衡和应变相容的原理,提出了FRP加固木柱轴心受压时的增量应力-应变关系模型。提供了12根CFRP和GFRP环向加固木柱的轴心抗压性能试验数据。计算结果和试验数据比较表明,在达到加固木柱极限抗压强度之前两类结果吻合较好,而之后计算结果明显偏高。试件的工作机理表明,在达到加固木柱极限抗压强度时,环向受拉FRP中的应变很小,远小于其极限抗拉应变。此外,提出了加固木柱与极限抗压强度相对应的环向应变计算公式,并将之用于计算模型程序运算的结束条件。根据Bazan-Buchanan准则,将加固木柱极限抗压强度之后的σ1-ε1曲线简化为下降的直线,与试验结果吻合较好。提出模型可用于进行工程分析和设计。     

FRP管约束混凝土的轴压应力-应变关系研究

目前FRP约束混凝土轴压应力-应变关系大都只考虑FRP管环向受拉。针对FRP管约束混凝土的轴心受压性能进行分析,考虑其承受压力造成约束模量降低的影响,在现有约束混凝土模型的基础上,提出一种考虑FRP管在双向受力情况下的应力-应变关系分析模型,并与试验结果进行了分析对比,分析结果与试验结果吻合较好。还依据这一模型进行了参数研究。     

增强纤维约束混凝土柱应力-应变模型RBFNN改进计算方法

为提高增强纤维约束混凝土柱应力-应变模型中特征点(峰值应力、应变)的计算精度,针对已有文献资料提出的特征点近似计算公式的不足,引入径向基函数,以混凝土轴心抗压强度、FRP抗拉强度、FRP环向约束体积比、拐角半径与截面短边比值及截面长宽比为输入参数,峰值应力比、峰值应变比为输出参数,建立特征点的径向基网络模型.模型计算结...     

在轴向应力应变下海底沉积物声速及其响应

对南沙群岛海域海底浅表层沉积物短柱状样所进行的轴向应力-应变/声学测量,结果表明纵波声速有着三种的变化结果,这些结果与海底浅表层沉积物的物理力学性质,颗粒接触状态,颗粒结构微结构等特征有关.本项研究可为深入认识南海南部各种海底沉积物作为承载界面的可靠程度,声遥测遥感海底沉积物的工程力学性质等科学目的作出理论贡献.     

再生粗骨料混凝土应力-应变关系

再生粗骨料混凝土应力-应变关系是实现其材料到结构力学分析的桥梁纽带,成为再生粗骨料混凝土结构基础理论的基石。介绍了作者团队多年来在再生粗骨料混凝土应力-应变关系方面取得的研究进展：采用模型化再生粗骨料方法,研究了复杂界面过渡区对再生粗骨料混凝土破坏行为的影响,揭示了再生粗骨料混凝土细观损伤本质与演化机理;从静力作用到动力作用,系统地开展了不同工况下再生粗骨料混凝土应力-应变行为试验研究,探明了载荷条件对再生粗骨料混凝土应力与变形的影响规律并建立了相适应的力学与数学模型;进一步考虑再生粗骨料性能时空变异性,发现了再生粗骨料混凝土力学响应的概率分布特征,提出了再生粗骨料混凝土随机损伤本构关系;基于获得的本构模型,完成了再生粗骨料混凝土构件时变可靠度分析和结构动力非线性分析,为再生粗骨料混凝土在实际工程中的安全应用提供了理论支撑;提炼了相关研究结论并对未来研究工作进行了展望。     

钢管混凝土偏心受压应力—应变试验研究

试验共对18根钢管混凝土偏心受压短柱进行了测试。试验参数包括偏心率和截面参数(含钢率和混凝土强度)。介绍了试件的内容、试验装置与方法,并重点进行了偏心率对钢管混凝土偏压构件受力性能影响的分析。分析结果表明,偏心率大,相同的纵向应变所对应的钢管环向应变小,紧箍力对提高混凝土强度的作用也随之削弱,构件的承载力也明显降低,达到极限承载力时钢管受压边缘的应变值也相应要大。但偏心率对构件的延性系数影响不大。     

纤维增韧轻骨料混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

为探究纤维增韧后轻骨料混凝土应力-应变全曲线,完成了不同混凝土强度等级、纤维种类及掺量下的9组棱柱体单轴受压试验,分析了破坏过程和破坏特征,系统研究了各因素对峰值应力、峰值应变和弹性模量的影响,并结合已有研究给出了各曲线特征点计算模型,考虑纤维轻骨料混凝土自身特征,建立了分段式纤维轻骨料混凝土应力-应变全曲线模型。研究表明：轻骨料混凝土破坏特征与普通混凝土显著不同,掺入纤维有效抑制了其内部微裂缝的开展,起到阻裂、增韧的效果,且随混凝土强度等级、纤维种类及掺量变化差异明显;纤维增韧后试件的应力-应变曲线下降段坡度趋于平缓,脆性得到有效改善;建议的应力-应变全曲线模型与试验结果吻合良好,能够准确描述纤维增韧轻骨料混凝土在单轴受压作用下的受力变形特征。     

复合加固圆形短木柱轴心受压应力-应变关系

内嵌钢筋外包CFRP(carbon fiber reinforced polymer)布复合加固方法可以有效提升古建木柱的承压和变形能力,加固效果显著.为了建立复合加固木柱轴心受压应力-应变模型,同时考虑内嵌钢筋数量以及CFRP布加固量等因素的影响,该文完成了42根复合加固木柱的轴心受压试验.试验结果表明:复合加固方法...     

Behavior and modeling of high-strength concrete tied columns under axial compression

This article presents experimental and analytical results of 21 high-strength concrete tied columns under axial compression. Each 1500-mm-tall column had a 500 by 500 mm section reinforced with 12 D25 longitudinal bars enclosed by perimeter hoops only, or perimeter hoops plus typical crossties, or perimeter and intermediate hoops. The concrete strengths of cylinder tests ranged between 55 and 99 MPa. The column compression tests showed that the longitudinal bars could be laterally supported by hoop corners or 135-degree seismic hooks of crossties, but not restrained by 90-degree hooks, which lost effectiveness after spalling of cover concrete. The proposed analytical approach used the existing Mander model and the Euler equation to determine the confined concrete strength and the buckling strength of longitudinal bars, respectively. With rational assumptions of confinement effectiveness and unsupported lengths, the proposed analytical approach can well predict the complete load-deformation response of test columns.     

纤维增强聚合物复合材料-钢复合圆管约束混凝土轴压性能预测模型

纤维增强聚合物复合材料（FRP）-钢复合圆管约束混凝土由于具有很好的综合性能,近年来得到了广泛的研究,尚缺乏完整的应力-应变关系全曲线计算模型。本文在综合作者现有研究成果的基础上,广泛收集了96个FRP-钢复合圆管约束混凝土柱的轴心受压试验结果,系统分析了试件参数的影响规律,提出了FRP-钢复合圆管约束混凝土的应力-应变关系曲线的完整计算模型,包括峰值应力、峰值应变、极限应力和极限应变的计算方法,并建议了应力-应变关系全曲线预测模型,模型较好地预测了FRP-钢复合圆管约束混凝土的应力-应变关系曲线的特征,预测结果与试验结果吻合较好。建议模型具有较好的通用性和准确性。      

Residual axial compression capacity of localized blast-damaged RC columns

The risks associated with suitcase bombs are of serious concern because they can be easily handled and placed within close proximity of key structural components of building structures. The most common failure mode of the structures subjected to blast loads from satchel and suitcase bombs is progressive collapse. High-fidelity physics based computer program, LS-DYNA is utilized in this study to provide numerical simulations of the dynamic response and residual axial capacity of reinforced concrete (RC) columns subjected to blast loads. Field tests using near-field explosive charge were conducted on two RC column specimens. The test results were compared with the analytical results to validate the finite element model. An extensive parametric study was conducted to investigate the relationship between residual axial capacity and structural and loading parameters such as material strength, column detail and blast conditions. Two empirical equations were derived through a multivariable regression analysis in terms of the various parameters to predict the residual capacity index based on a non-dimensional column dimension parameter (ω_TNT). According to the proposed equations, the residual capacity index can be determined and compared with a service axial load index.     

FRP筋/珊瑚混凝土柱轴心受压承载力

对8根塑料纤维增强树脂复合材料(FRP)筋/珊瑚混凝土轴心受压柱和1根钢筋/珊瑚混凝土轴心受压柱进行了承载能力试验,试验参数包括配筋率、箍筋间距、长细比和筋材种类。结果表明:相同配筋率下,FRP筋/珊瑚混凝土柱和钢筋/珊瑚混凝土柱的破坏机制不同,但受力性能良好;相同构件尺寸下,增大纵筋直径导致纵筋与混凝土保护层的黏结性能降低;减小箍筋间距有利于提高构件的延性;长细比越大的构件承载力越低。然后,基于筋材压缩性能试验的数据分析及参考文献的对比探讨,建议碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)筋名义屈服强度取值为0.34f_y(f_y为筋材的极限抗压强度),对应的理论值与试验结果相近,从而提出适用于CFRP筋/珊瑚混凝土柱的理论计算,为工程实践提供参考依据。      

Strength and complete stress-strain relationships for concrete tested in uniaxial compression under different test conditions

This report discusses the variations in strength and complete stress-strain behaviour which can result from varying some basic experimental conditions. The significance of varying the specimen slenderness ratio, ratio of specimen diameter to maximum size of aggregate, diameter of test platen used to transmit load from the testing machine to the test specimen, and the methods employed for strain measurement, have been evaluated.

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Résumé On examine les variations de résistance et des relations contrainte-déformation qu'on peut obtenir en faisant varier certaines des conditions expérimentales de base. On a étudié les incidences des variations du degré d'élancement de l'éprouvette, du rapport du diamètre de l'éprouvette à la dimension maximale du granulat, du diamètre du plateau d'essai utilisé pour transmettre la charge à l'éprouvette ainsi que de la méthode de mesure des déformations. Tous les essais ont été effectués sur des éprouvettes cylindriques carottées et sciées. Avec ce type d'éprouvette, on a obtenu une rupture uniforme par la suppression de la zone faible au voisinage de la surface de coulée. Les rapports d'élancement et les diamètres des carottes étaient respectivement compris entre 1–3 et 25–100 mm. On a maintenu une vitesse de déformation de 2,5×10⁻⁶/sec. Les principaux résultats de cette étude sont les suivants: a) la variation du comportement contraintedéformation en fonction du degré d'élancement montre différentes tendances selon que les déformations unitaires sont déterminées d'après la mesure des déformations globales ou d'après celle de la zone centrale des éprouvettes. Quoique ces différences diminuent avec l'augmentation du degré d'élancement, elles restent notables. b) Un degré d'élancement de 2,5 convient très bien à l'étude des propriétés du béton non armé. Pour des degrés d'élancement inférieurs, des ruptures se produisent aux extrémités fortement encastrées, tandis qu'à des degrés d'élancement plus élevés on constate un transfert indésirable d'énergie de déformation élastique depuis les régions de rupture aux extrémités vers la zone centrale de rupture. Le taux de variation de la résistance atteint aussi une valeur minimale. c) L'emploi de plateaux d'acier dont le diamètre excède celui de l'éprouvette détermine un accroissement de 3% de la déformation de rupture observée (à partir de la déformation globale); après application de la contrainte maximale le comportement est plus sérieusement affecté. d) Bien que la contrainte correspondant au début de la dilatation augmente avec le degré d'élancement, la contrainte latérale correspondant à ces contraintes de dilatation restait constante à 0,043% près. e) Avec une dimension maximale de granulat (D₀) de 9,52 mm, et pour des éprouvettes de diamètre (D) différent, on constate que la résistance atteint un maximum pour D/D₀=8. Le diamètre optimal d'une éprouvette, correspondant à sa résistance la plus élevée, pour la dimension maximale de granulat, peut être déterminé approximativement par: D/D₀=14,55−6,68 log₁₀D₀.

     

钢骨约束混凝土的约束机制及其应力-应变模型建立

目前,钢骨混凝土（SRC）柱的试验结果与数值分析结果之间多无法良好吻合;究其原因,在于缺乏对钢骨约束混凝土的约束机制认识及与之相应的钢骨约束混凝土模型的建立。为此,该文在以往钢骨约束混凝土试验基础上,深入研究了带翼缘十字形钢骨对混凝土的约束机制,提出了钢骨对混凝土产生的实际侧向约束应力的简化分布形式,并以此将钢骨约束混凝土划分为钢骨强约束混凝土、钢骨弱约束混凝土和钢骨无约束混凝土。同时,通过计算有效侧向约束应力,确定了各钢骨约束区域可表征钢骨约束作用强弱的混凝土强度提高系数;借鉴经典的Mander模型,通过修正模型关键参数方法以建立各钢骨约束区域混凝土的应力-应变模型。引入该应力-应变模型的有限元分析和试验对比结果表明,该文所提出的钢骨约束混凝土的约束机制和所建立的钢骨约束混凝土应力-应变模型是合理且有效的。     

被动围压下浇注PBX炸药的动态力学性能研究

为获取一种浇注PBX炸药在被动围压加载下的动态力学性能,采用基于分离式霍普金森杆系统的被动围压试验装置开展了不同应变率(200、600 s^-1)下该浇注PBX炸药的力学性能测试,并通过改变围压管壁厚（4、10 mm）分析了围压应力对试样轴向应力的影响。结果表明:随着应变率和围压管壁厚的增加,被动围压下浇注PBX炸药的轴向应力（给定轴向应变）和围压应力（给定轴向应力）均呈增大趋势;且轴向应力随围压应力的增加呈指数增加。拟合得到被动围压下屈服点轴向应力与约束比之间的函数关系,与试验结果吻合良好。     

CFRP复合材料层合圆筒轴向压缩试验与数值模拟

制备了端部带有加强箍的三种不同高度的碳纤维增强复合材料(CFRP)厚壁圆筒和层合板试样; 对圆筒试样进行了准静态轴向压缩性能实验和速度在7.67~12.01 m·s^-1范围内的轴向冲击压缩试验, 分别研究了长径比、 冲击速率、 端部加强等因素对轴向抗压强度、 失效模式的影响规律; 对CFRP层合板试样进行了不同应变率下的面内压缩试验。运用ANSYS/LS-DYNA软件对落锤加载下复合材料圆筒的响应过程进行了数值模拟。结果表明: 采用端部加强方式不仅可以避免CFRP圆筒出现端部"开花式"渐进破坏的失效模式, 而且能有效提高轴向抗压强度; 层合板和圆筒试样的抗压强度均具有明显的正应变率效应; 数值模拟结果与实验数据具有较好的一致性。     

A discrete element model of concrete under high triaxial loading

A numerical model based on a three dimensional Discrete Element Method (DEM) has been used to study the behavior of concrete under high-confining pressures (up to 650 MPa). At this range of pressures, irreversible compaction of the material occurs and needs to be considered. Within the discontinuous nature of the model, a local constitutive law has been developed to reproduce this phenomenon quantitatively. Local parameters to be used in this constitutive law are identified by simulating reference uniaxial and triaxial experimental tests in compression. Once these parameters have been obtained, the model is used to predict the response of concrete sample for triaxial compressive tests at different levels of confinement. Beyond the macroscopic volumetric and stress–strain response, the model gives interesting insights on the local evolution of the nature of the interaction forces between the discrete elements. The computational implementation has been carried out in the discrete element and open source code YADE (http://yade-dem.org[20]).     

潮汐区GFRP筋珊瑚海洋混凝土柱轴压性能试验及承载力计算

为解决海洋工程中钢筋耐久性不足以及海上建筑材料短缺问题,提出了一种新型玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)筋珊瑚海洋混凝土柱.对28个海洋潮汐区混凝土柱试件进行轴压静力加载试验,观察了受力破坏过程,获取了荷载-位移全过程曲线和特征点应力应变数据,分析了试件的受压破损机制及各参数对轴压力学性能的影响规律,并探讨了潮汐区该...