混凝土双轴抗压疲劳累积损伤规律试验研究

本文在对混凝土立方体试件进行定侧压下双轴等幅与变幅抗压疲劳试验的基础上,研究了素混凝土双轴抗压疲劳累积损伤性能。通过对试验结果的分析,证明Miner准则不适于描述疲劳损伤的累积规律;CortenDolan损伤公式可以用于混凝土剩余疲劳寿命的预测。分别选择疲劳最大应变、疲劳残余应变、疲劳变形模量和横向超声波速定义了损伤,得到了不同的损伤累积规律;在综合了纵向变形、模量及横向微裂缝的发展程度的基础上提出了混凝土平均损伤变量,得到了损伤演化方程。本文还应用二级变幅疲劳试验结果修正了常用的损伤等效原理,大大提高了混凝土剩余疲劳寿命预测的精度。本文的研究为混凝土在定侧压下双轴抗压疲劳寿命的预测和损伤评价奠定了基础。     

定侧压混凝土双轴疲劳破坏准则研究

针对多轴复杂应力状态下的混凝土疲劳破坏问题,进行一系列定侧压下双轴疲劳破坏试验,包括定侧压下受压疲劳、纯拉疲劳和拉-压变号疲劳试验。通过对试验资料的分析,建立各种应力状态下的混凝土疲劳S-N关系曲线和双轴疲劳破坏准则。由各侧压级别下的S-N曲线得到混凝土在相应工况下的疲劳强度折减系数,并利用其对实际工程进行疲劳验算,计算结果显示混凝土多轴疲劳破坏准则能很好地弥补现行规范在疲劳验算中的不足,计算结果令人满意。     

定侧压混凝土双轴等幅拉压疲劳性能试验研究

针对预应力混凝土桥梁在使用荷载下出现的双轴拉-压疲劳状态,通过自行改造的MTS试验机对定侧压下混凝土等幅拉-压疲劳性能进行了试验研究。在对试验结果进行分析的基础上,综合单轴拉-压疲劳的结论给出了该种疲劳状态下混凝土的S-N关系和双轴疲劳强度包络线。根据试验过程中实测的应力-应变数据分析了混凝土的变形性能,提出了疲劳总应变、第二阶段应变率及疲劳变形模量与疲劳寿命之间的关系式。研究结果表明:定侧压作用下混凝土拉-压疲劳破坏形态与侧压水平无关;侧压降低了混凝土拉-压疲劳强度,侧压水平越高其降低得越明显。     

混凝土双轴抗压疲劳损伤特性的超声波速法研究

对混凝土在双轴压疲劳荷载作用下超声波波速的变化规律进行了试验研究。结果表明，穿透混凝土试件自由面的横向波速随着荷载循环次数的增加而发生明显的3阶段衰减，即初始迅速衰减，稳定衰减与临近破坏的急速衰减3阶段，它们分别约占疲劳寿命的10％，80％和10％，而且受侧压水平及疲劳应力水平的影响。基于超声波速定义了损伤变量，建立了混凝土疲劳累积损伤的演化方程，最后提出了在实际工程中运用无损的超声检测法评定混凝土疲劳损伤与结构耐久性的一般方法。     

多向侧压下混凝土受拉变幅疲劳试验及损伤研究

本文进行了混凝土分别在单、双向侧压作用下受拉变幅疲劳试验,得到了疲劳寿命和残余应变。根据循环应力-应变关系曲线定义了疲劳变形模量,利用疲劳变形模量比与循环次数关系,建立了损伤模型,并依据这一模型对损伤进行了估计和对剩余疲劳寿命进行了预测,结果是比较满意。     

混凝土动态抗压特性的试验研究

采用MTS伺服疲劳试验机对C60混凝土试件进行了应变速率分别为1×10-5/s、1×10-4/s、1×10-3/s、1×10-2/s四个量级的单轴动态抗压试验.系统的分析和研究了不同应变速率下,混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变等力学性能,并且分析了混凝土抗压强度、弹性模量与应变速率之间的关系.试验结构表明:随着应变速率的提高,混凝土的抗压强度和弹性模量均有提高,而峰值应变离散性较大,受应变速率影响不明显.     

应变速率对混凝土抗压特性影响的试验研究

为明确应变速率对混凝土单轴抗压特性的影响,本文应用MTS试验机对C50混凝土在应变速率为10-5～10-2/s范围内进行了单轴动态抗压试验.系统研究了不同应变速率下混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变等抗压力学特性,分析了混凝土抗压强度、弹性模量等与应变速率之间的关系.试验结果表明:混凝土抗压强度、弹性模量随着应变速率...     

钢纤维混凝土的抗压疲劳特性研究

研究了素混凝土和钢纤维混凝土在轴压疲劳荷载下的破坏机理.通过试验研究了钢纤维品种、纤维掺量、加载应力水平对疲劳寿命及能量吸收的影响规律;探讨了疲劳累积损伤的特性.研究表明:在较低的应力水平下,钢纤维混凝土的疲劳寿命、能量吸收值均比高应力水平时明显增大.     

侧压作用下混凝土拉压疲劳性能

利用电液伺服多轴疲劳子结构试验机,对混凝土进行了疲劳试验,分析了混凝土在无侧压和有侧压拉压循环荷载作用下的疲劳寿命、疲劳强度及应力、应变变化规律.通过对试验数据进行回归处理,得到了混凝土的疲劳寿命S N曲线及其表达式.结果表明：在侧压作用下,混凝土的疲劳性能有所降低,其疲劳强度随着侧压的增加而降低,疲劳应变也随之变大.     

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。     

超高轴压比区域约束混凝土柱抗震性能试验研究

对8根混凝土设计强度等级为C40,l₀/b=8.8的约束混凝土柱进行了拟静力试验,其中3根为普通约束混凝土柱,5根为区域约束混凝土柱,分别采用1.10、1.25及1.35设计轴压比。区域约束的方式保证了混凝土的延性及强度的充分发挥,高轴压比有效限制了受拉裂缝的开展,提高了剪压区受荷面积及试件初始刚度。在试验轴压比范围内,区域约束试件水平承载力、延性及耗能能力随轴压增大而增大,同时,箍筋的应力也随轴压比增大而增大,且应力分布均匀,区域约束试件也较普通约束试件的刚度退化幅度小。研究结果表明：区域约束混凝土柱在超高轴压比下具有良好的力学性能及抗震性能,且轴压比越高性能越好;对于区域约束混凝土柱,可适当放宽GB 50011-2010《建筑设计抗震规范》对轴压比的限值。     

冻融循环后湿筛混凝土双轴拉压试验研究

对冻融0、50、100、150、200、250、300次后的湿筛混凝土试件进行-0.05∶1、-0.1∶1、-0.25∶1、-0.5∶1和0五个应力比的双轴拉-压强度试验,观察了试件的破坏形态,并测得试件的极限抗压强度,分析了极限抗压强度和抗拉强度随冻融循环次数和应力比的变化规律,为寒冷地区处于双轴拉压荷载作用下的水工混凝土结构强度分析提供设计和理论依据。     

双向偏压钢筋混凝土异形构件截面分析的简化方法

为便于双向偏压作用下异形钢筋混凝土构件截面分析,本文提出了新的简便可行的截面积分方法。该方法将截面混凝土划分成若干三角块,用高斯积分法求每个三角块的刚度,之后所有三角块刚度求和得到截面混凝土的刚度。用该方法对异形(L、T、十形)截面进行了极限承载力分析,分析结果与试验数据吻合很好。还分析了荷载角、轴压比、配筋率和混凝土强度等因素对双向偏压作用下的L形截面承载力的影响。     

普通混凝土在非比例加载双轴压下的力学性能试验研究

实际工程中的大多混凝土结构处于复杂应力状态。应力途径将直接影响混凝土的力学性能,本文利用大型混凝土静、动三轴试验系统,对普通混凝土进行了4种定侧应力等级的非比例加载双轴压试验,测得了混凝土的强度及应变,得到在侧应力作用下混凝土双轴受压强度和变形的变化规律。与文献[1]混凝土在比例加载的双轴压试验数据比较时发现,经过不同的应力途径得到双轴压混凝土的强度和变形的增长规律有所不同,说明双轴压混凝土强度的提高程度不仅与加载比例有关,也与加载途径有关。     

芳纶纤维布约束混凝土圆形短柱抗压性能研究

以C30混凝土圆柱形试件为基体,对粘贴不同层数芳纶纤维布后的试件进行抗压试验,得到了其受压应力应变全曲线,探讨了不同层数纤维布对混凝土的增强效果以及应力应变关系的变化规律。结果表明,芳纶纤维布可大幅提高混凝土强度和变形能力,但随着层数的增加其增强幅度逐渐减小,且约束比与强度比间近似呈线性关系。     

钢筋混凝土柱压弯剪扭滞回性能试验研究

为揭示钢筋混凝土柱在压弯剪扭反复荷载作用下的破坏机理,以扭弯比、剪跨比、配筋率和配箍率为变化参数,采用同步但不同位移幅值的加载方式完成了6个试件的低周反复加载试验并获取了试件试验数据,分析各变化参数对抗震性能的影响。试验结果表明：裂缝主要集中在试件中下段,呈现斜向交叉形式,破坏模式主要呈现弯扭破坏形态;随着扭弯比和配筋率的增大,试件扭矩-扭转角滞回曲线更为饱满,耗能能力强;增大剪跨比,试件扭矩-扭转角滞回曲线则呈现为捏缩状,耗能能力变差,但后期变形能力增强;通过增大试件的扭弯比、配筋率和配箍率,均可提高试件受弯延性和耗能能力,同时可延缓其强度和刚度的退化。     

大坝原级配混凝土在双轴拉压及三轴拉压压受力状态下的试验研究

为了满足大体积混凝土结构进行非线性分析和设计的需要,通过试验比较了三级配混凝土大试件和湿筛二级配混凝土小试件在双轴拉压、三轴拉压压受力情况下的强度和变形特性。三级配混凝土试件尺寸为25cm×25cm×40cm,最大骨料粒径为80mm;湿筛试件尺寸为15cm×15cm×30cm,最大骨料粒径为40mm。试验数据表明,同一种应力状态下,混凝土大试件的强度和变形均低于小试件,大尺寸试件的应力-应变曲线的初始斜率一般大于相应的湿筛小试件的初始斜率。试验结果证实对处在复杂应力状态下的大体积混凝土结构,尺寸效应和骨料湿筛效应的影响是很显著的,在设计中必须考虑。最后分别在主应力空间和八面体应力空间建立大骨料混凝土的破坏准则,这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依据。     

约束再生混凝土足尺试件受压应力应变全曲线试验研究

为研究箍筋约束再生混凝土的单轴受压应力应变全曲线,对9个直径为500mm、高度为1 500mm的再生混凝土圆形柱进行试验,采用20 000kN伺服液压试验机进行位移控制加载。试验参数主要为纵筋率、箍筋间距与直径、加载应变速率。试验结果表明,箍筋间距、配箍率对试件延性影响较大。当加载应变速率由0.000 003/s增大到0.003 3/s时,试件的峰值应力增大1.14倍。分析表明,再生混凝土应力应变全曲线与普通混凝土类似,但下降段较普通混凝土陡峭,脆性更为明显。