机制砂混凝土应力-应变试验研究

为研究机制砂混凝土单轴应力状态下的力学性能,通过对0%、4%、8%、12%、16%、20%(质量分数)六种石粉含量,C20、C30和C40三类强度等级的机制砂混凝土棱柱体试件进行单轴抗压试验,并与河砂混凝土进行对比,获得了其在单轴受压下的应力-应变全曲线,拟合得到了适用于机制砂混凝土单轴受压的本构方程,结果表明:机制砂混凝土应力-应变曲线变化趋势和河砂混凝土基本相似,在曲线的上升段,机制砂混凝土与河砂混凝土基本重合,但在曲线下降段,机制砂混凝土比较陡峭;随着石粉含量的增加,机制砂混凝土试件的峰值应力和峰值应变都呈现出先增加后减小的趋势,当石粉质量分数为8%时,三种不同强度等级的机制砂混凝土峰值应变均达到最大;机制砂混凝土峰值应力和弹性模量均随着混凝土设计强度等级的提高而增大;基于Sargin模型拟合得到的机制砂混凝土应力-应变全曲线与试验全曲线吻合性较好。     

再生混凝土单轴压缩应力-应变关系试验研究

分别采用传统集料替代法和相同砂浆体积法(EMV方法)配制与对比普通混凝土同流动性、同强度的再生混凝土,制作150 mm×150 mm ×300 mm棱柱体试件,标准条件养护28 d后,测定其单轴受压应力-应变全曲线.试验结果表明,与传统方法相比,EMV方法配制的再生混凝土的弹性模量、峰值应变以及延性等性能均接近于对比普通混凝土.     

受冻融混凝土动态抗压特性试验研究

通过对受冻融混凝土试件进行单轴动态抗压试验,分析了冻融次数(0、25、50和75次)及应变速率(10-5 s-1、10-4 s-1和10-3 s-1)对混凝土抗压强度、峰值应变和应力-应变曲线的影响.结果表明:不同应变速率下受冻融混凝土的破坏特点有所差异,随着应变率的提高,试件断面更加平整,有较多粗骨料发生破坏;相同冻融次数下,随着应变率的增大,抗压强度明显增加,而峰值应变减小,应力-应变全曲线的峰值点呈前移和上升的趋势,曲线上升段斜率逐渐增大且长度也随之增大,下降段越为陡峭,表现明显的脆性特点;相同应变率下,随着冻融次数的增加,抗压强度均有所降低,而峰值应变逐渐增大,应力-应变全曲线的峰值点表现为明显下降和后移的趋势,其曲线下包面积减小,吸收能量的能力变差;通过对试验结果分析,建立了考虑应变率影响的受冻混凝土受压应力-应变曲线方程.     

DIC技术分析玄武岩纤维混凝土单轴受压应力应变曲线研究

基于DIC技术对玄武岩纤维混凝土在单轴受压过程中的全场位移和应变进行采集,分析混凝土在不同纤维掺量、不同受力阶段下应变云图的变化特征和变形参数的变化规律,并拟合出玄武岩纤维混凝土单轴受压的应力应变曲线.结果 表明:掺入玄武岩纤维可减小混凝土的变形,0.2％纤维掺量的混凝土整体变形性能更好.不同玄武岩纤维掺量混凝土的应力-应变曲线上升段几乎重合,下降段表现出不同的变形性能.掺入纤维可以降低峰值应变到极限应变下降斜率,掺入0.2％玄武岩纤维更有利于提高本试验条件下混凝土的延性性能.     

塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变全曲线试验研究

通过研究不同水胶比、塑钢纤维掺量和轻骨料种类对塑钢纤维轻骨料混凝土应力-应变全曲线影响,得到了各影响因素对全曲线的影响规律.研究结果表明:随着水胶比的增大,塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变曲线的峰值应力有不同程度的降低,但峰值应变稍微增大,韧性和延性有所提高;而塑钢纤维轻骨料混凝土轴心抗压强度随着塑钢纤维掺量的增加先增大后减小,其随着筒压强度的提高峰值应力呈增大趋势.     

海砂混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

为研究海砂取代率与拌合用水对海砂混凝土基本力学性能的影响,完成了不同取代率及不同拌合用水的30个标准立方体试块单轴受压应力应变全过程曲线试验.基于试验结果分析了海砂取代率、拌合用水对其峰值应力、峰值应变、延性及能量耗散等轴压力学性能指标的影响.结果 表明:海砂中氯离子含量满足建筑用砂Ⅱ级砂要求;海砂混凝土应力-应变曲线总体上与普通混凝土类似,各特征点参数有所差异;同一取代率下淡水海砂混凝土的延性略大于海水海砂混凝土,整体上海砂取代率对海砂混凝土轴压力学性能无显著影响;海水对海砂混凝土具有早强作用.     

钢–聚丙烯混杂纤维增强超高性能混凝土单轴循环受压力学性能EI北大核心CSCD

对钢-聚丙烯混杂纤维超高性能混凝土(SP-UHPC)开展受压力学性能研究,通过单调和循环受压加载试验,分析纤维种类、长径比和体积掺量对SP-UHPC关键力学性能指标的影响,并基于扫描电子显微镜结果揭示钢-聚丙烯混杂纤维增强机理。结果表明:钢-聚丙烯混杂纤维可以显著提高SP-UHPC受压力学性能;与未掺入纤维的UHPC相比,SP-UHPC表现出明显的延性破坏特征,峰值强度、峰值应变和韧性明显提高,刚度退化速率减缓。建立了SP-UHPC单轴循环受压应力-应变关系数学表达式,能够准确预测含有不同纤维特征参数的SP-UHPC在单轴受压条件下的力学响应。     

掺橡胶颗粒轻集料混凝土力学性能的试验研究

为了研究橡胶颗粒等体积替换轻集料混凝土中河砂对轻集料混凝土力学性能的影响,对20组共60个试件在替换率为10％、20％和30％时的力学性能进行了试验,测得不同替代率的轻集料混凝土的表观密度、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量、轴心抗压强度以及棱柱体单轴受压应力-应变曲线,并对试验结果进行了分析.试验结果表明:轻集料混凝土的表观密度、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量和轴心抗压强度随着橡胶颗粒替代率的提高而降低,棱柱体单轴受压应力-应变全曲线的峰值应变随着橡胶颗粒替代率的提高不断增大,峰值应变后曲线随着替代率的提高越发趋于平缓,抗压破坏模式由脆性破坏转变成延性破坏.     

高温后混凝土初始压实阶段应力-应变关系

本文对经历5种温度(20 ℃、200 ℃、400 ℃、600 ℃和800 ℃)后的混凝土进行了单轴压缩试验。通过定义压实系数φ和相对密实度Φ两个指标,评价了高温后混凝土的密实程度,探讨了混凝土初始压实阶段随温度的变化规律。同时采用统一形式的分段函数建立了考虑初始压实阶段的高温后混凝土应力-应变全曲线方程。结果表明,当温度为200 ℃和400 ℃时,混凝土峰值应力和弹性模量小幅下降,基体密实度较高,应力-应变曲线的初始压实阶段几乎可以忽略,整个压缩损伤过程呈脆性特征。当温度为600 ℃和800 ℃时,峰值应力和弹性模量大幅减小,峰值应变迅速增加,基体密实程度迅速下降,应力-应变曲线具有明显的初始压实阶段,并且整个压缩损伤过程呈延性特征。本文建立的应力-应变全曲线方程具有拟合度高且参数较少的优势。     

尾矿砂改性混凝土的强度与声发射损伤特征研究

为了研究尾矿砂改性混凝土的受压损伤特征,对4组不同磷矿尾矿砂取代率的混凝土进行了单轴压缩-声发射监测试验。根据混凝土受压损伤时所释放的声发射(AE)信号,定量探讨了材料的损伤程度,并以AE指标为基础分析了混凝土损伤演化特征。结果表明:混凝土的应力-应变曲线可分为弹性变形、塑性变形、断裂破坏和残余变形4个阶段;随着尾矿砂含量增加,混凝土的抗压强度先增加后保持稳定,尾矿砂取代率为30%(质量分数)的改性混凝土峰值抗压强度最大;由AE信号提出了损伤因子,损伤因子-应变曲线表明普通混凝土的结构损伤主要在塑性变形阶段,而尾矿砂改性混凝土的结构损伤集中在塑性变形和断裂破坏阶段;一定比例的磷矿尾矿砂有助于提高水泥砂浆的密实度,从而增强抗压强度和变形性能。这为尾矿砂改性混凝土的研究提供了重要参考。     

基于DIC的BFRC受压损伤特性及本构模型研究

采用数字图像相关(DIC)技术对玄武岩纤维混凝土(BFRC)受压过程中试件表面应变场进行计算,分析了试件表面水平应变云图变化情况,得到了BFRC受压损伤演化规律;通过对水平应变场统计分析,利用应变场标准差统计指标定义损伤演化因子,得到不同纤维掺量下BFRC损伤演化曲线;同时,基于应变等效原理及损伤演化因子,推导出BFRC单轴受压损伤本构模型,通过对比试验与模型曲线,发现两者吻合较好,该模型在峰值应变之前可有效描述BFRC单轴受压下损伤演化过程;对比曲线发现玄武岩纤维可有效提高混凝土峰值应力及峰值应变,提高其变形能力,并具有延缓损伤作用.     

戈壁地区不同养护方式下混凝土箱梁养护效果试验研究

为研究戈壁地区混凝土箱梁在不同养护方式下的各项性能及在这种特殊环境下的实用性,对实验原材料在现场进行验证试验研究其养护效果.结果表明:与塑料薄膜和土工布养护相比,橡塑板养护早期强度增长更快;不同养护方式下混凝土水化热均在20 h后达到峰值,并呈现正弦规律的周期性变化,给出了箱梁的水化热温度分布规律;箱梁应变的产生是由混凝土自收缩和温度共同作用的结果,通过曲线规律分析出了收缩应变和温度应变的作用阶段;通过微观结构测试,分析出了不同养护方式下混凝土孔结构的分布特征,具有较小孔间距系数的橡塑板养护力学性能优于其他两种养护方式.     

Plastic deformation and damage of polyoxymethylene in the large strain range at elevated temperatures

The deformation behaviour of polyoxymethylene has been studied in plane strain compression at temperatures from 120 °C up to 165 °C and in uniaxial tension and simple shear at 160 °C for strain rates from 10⁻⁴ to 1 s⁻¹. In uniaxial tension the stress-strain behaviour was determined by a novel video-controlled testing system. The measurements showed that there was a very significant evolution of volumetric strain, indicating that damage mechanisms play a key role in the plastic deformation behaviour.All tests showed similar deformation stages with a short region of visco-elastic behaviour followed by a rounded yield point. The von Mises equivalent yield stress for these tests showed a linear relationship with logarithmic strain rate, suggestive of an Eyring type thermally activated process. After yielding, all stress-strain curves showed a long plastic deformation regime, which in shear occurred at constant stress. In plane strain compression there was also only a very small increase in stress, in contrast to uniaxial tension where very significant strain hardening was observed at high strains, which is attributed to the onset of structural changes.     

多因素影响下FRP约束混凝土柱FRP有效极限拉应变研究进展

FRP侧向约束作用使混凝土柱处于三向受压状态,可提高混凝土柱的抗压强度和延性。FRP有效极限拉应变是确定FRP侧向约束力的关键参数,对FRP约束混凝土轴压峰值应力和峰值应变计算模型、应力-应变模型的建立至关重要,其影响因素众多。目前国内外研究者在FRP有效极限拉应变取值方面取得了一些有价值的研究成果,但得到的FRP有效应变系数离散性较大,考虑的影响因素不全面。基于现有研究成果,对FRP有效极限拉应变的影响因素进行了系统分析,指出了当前FRP有效极限拉应变研究存在的不足和未来需深入研究的方向。     

Experimental study of strength and deformation of plain concrete under biaxial compression after freezing and thawing cycles

This study attempts to generate information about the strength and deformation behavior of plain concrete under biaxial compression after 0, 25, 50 and 75 cycles of freezing and thawing. Concrete cubes were tested under biaxial compressive stresses. Five principal compression stress ratios and four different cycles of freeze-thaw were the main variables. Static compressive strengths, stress-strain relationships and failure modes were examined. Failure modes of specimens are also described. The experimental results showed that the biaxial compressive strength of plain concrete decreased as the freeze-thaw cycles were repeated. The influence of freeze-thaw cycles and the stress ratio on the biaxial strength, the strain corresponding to peak stress and the elastic modulus after freeze-thaw cycles was also analyzed. The formula of the biaxial compressive strength in principal stress space is proposed.     

低温下泡沫混凝土的动态力学性能

为了研究低温下泡沫混凝土的动态力学性能,采用φ100 mm的铝制分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同温度下泡沫混凝土试件进行冲击压缩试验,得到了不同温度、应变率下的泡沫混凝土的应力应变曲线、能量参数、破碎形态等。结果表明:当应变率在62.59 s^-1以下时,泡沫混凝土应力应变曲线分为线弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段;当应变率超过62.59 s^-1时,其应力应变曲线分为线弹性阶段、屈服阶段、局部失稳、应力平台、破坏阶段;常温、0 ℃、-10 ℃、-20 ℃和-30 ℃下,泡沫混凝土的动态抗压强度以及吸收能在对应的应变率分界点前表现出显著的应变率效应,但超出该分界点后,应变率效应便不再明显;泡沫混凝土的动态峰值抗压强度与吸收能随温度的降低而提高,但峰值应变随温度降低而降低;泡沫混凝土冲击破碎后的块度随着温度的降低逐渐变大。在低温环境下泡沫混凝土的抗动载设计中,对于泡沫混凝土的峰值抗压强度、吸收能,应优先考虑温度效应的影响,而对于其峰值应变,应优先考虑应变率效应。