活性粉末混凝土单轴受压应力—应变关系研究综述

介绍了活性粉末混凝土(RPC)所具有的优点,结合RPC单轴受压应力—应变关系的研究现状,分析了目前提出的三种RPC单轴受压应力—应变关系的优缺点,为同类问题的研究奠定了基础。     

双轴压下活性粉末混凝土的力学性能

为了满足对活性粉末混凝土(RPC)结构进行非线性分析和设计的需要,通过试验研究了RPC试件在双轴受压状态下的强度和变形特性,分析了RPC的破坏形态、双轴抗压极限强度、峰值应变、应力-应变曲线等变化规律,给出了RPC的二轴峰值应力包络图与峰值应变包络图,建立了主应力空间下RPC的双轴破坏准则,为RPC按多轴强度理论进行设计提供了试验依据.     

生态型活性粉末混凝土单轴压缩力学性能

对不同钢纤维体积率的生态型活性粉末混凝土 (ECO RPC)进行了系统的准静态两种应变率单轴压缩试验 ,试验结果表明 :超细钢纤维的加入 ,不仅进一步提高了ECO RPC的强度 ,而且还显著地提高其韧性和阻裂能力 ,使ECO RPC破坏形态从脆性改变到假塑性 ,弹性模量和泊松比也分别相应有所微增与微减 ;随着应变率增大 ,相同配合比ECO RPC的应力 -应变全曲线形状保持很好的相似性 ,强度提高 ,韧性下降 ,ECO RPC基体韧度的下降程度大于掺钢纤维的ECO RPC。     

活性粉末混凝土力学性能试验

为了研究活性粉末混凝土(RPC)的基本力学性能,在查阅各国相关文献的基础上,进行了一系列RPC力学性能试验和试验数据分析,得到了RPC的抗压强度、劈裂强度、弹性模量、泊松比、钢筋与RPC的黏结强度等数据,比较了钢筋在RPC和普通混凝土(NC)中的黏结性能,分析了RPC的应力-应变关系。结果表明:RPC的棱柱体应力-应变关系曲线接近于直线,为脆性材料;其力学性能总体上优于普通混凝土;泊松比可取为0.2,劈裂强度、弹性模量及轴心抗拉强度等可采用普通混凝土的经验公式进行计算。     

掺粉煤灰和矿渣粉的活性粉末混凝土梁受力性能试验研究

根据棱柱体试件的受压试验结果,得到了常温养护下活性粉末混凝土(RPC)的优选配合比和基于该配合比的受压应力-应变曲线上升段方程。根据5根钢筋RPC梁受弯性能试验,获得了这类梁纯弯区段在各级荷载作用下受压边缘压应变及应变沿梁高的分布、开裂荷载和极限荷载、各级荷载作用下的变形及裂缝分布与开展,由试验数据可知,相同条件下这类梁的变形及裂缝宽度均比普通钢筋混凝土梁稍大。通过假定用于受弯承载力计算的RPC受压应力-应变曲线关系下降段为直线,结合试验数据分析,获得与极限压应变相对应的RPC压应力的大小,从而得到RPC应力-应变全曲线方程。基于RPC的受压应力-应变全曲线方程建立了RPC梁正截面承载力计算方法。同时基于试验结果给出了在使用荷载作用下这类梁刚度和裂缝的计算方法。     

混杂纤维RPC轴压应力-应变曲线试验研究

为了研究玄武岩-聚丙烯混杂纤维活性粉末混凝土的应力-应变关系,对制作的9组RPC试件进行了受压应力-应变全曲线试验。分析了不同纤维掺量下应力-应变曲线特征及轴心抗压强度和峰值应变随纤维掺量的变化规律。结果表明:总体上看当玄武岩纤维一定时,随着聚丙烯纤维掺量的增加RPC轴心抗压强度与峰值应变均先增加后减小。当玄武岩纤维掺量为0.15%,聚丙烯纤维掺量为0.033%时抗压强度达到最大值,此时达到最佳纤维掺量。依据试验结果得出混杂纤维RPC峰值应变与轴心抗压强度近似呈线性关系;同时根据试验曲线推导拟合得出了混杂纤维RPC轴心受压应力-应变曲线方程,拟合曲线与试验曲线能较好吻合,验证了拟合公式的合理性,可为工程应用提供参考。     

高温后混杂纤维RPC单轴受压应力应变关系

对120个经20~900℃作用后、尺寸为70.7mm×70.7mm×228.0mm的混杂纤维活性粉末混凝土(RPC)试件进行了单轴受压试验,分析了纤维掺量和经历温度对混杂纤维RPC轴心抗压强度、弹性模量、峰值应变和受压应力应变曲线的影响.结果表明：相同高温作用后,钢纤维掺量为1%（体积分数）的混杂纤维RPC抗压强度最低,而钢纤维掺量为2%,聚丙烯纤维掺量不同的混杂纤维RPC抗压强度差别不大;轴心抗压强度和弹性模量随经历温度的升高先增大后减小,且弹性模量下降速度比抗压强度快;经历温度为600℃时,峰值应变达到最大值,且峰值点前应变迅速增大,峰值点后呈线性减小.通过回归分析,建立了抗压强度、弹性模量和峰值应变随温度变化的计算公式,提出了用五次多项式和有理分式表达的混杂纤维RPC应力应变曲线方程.与普通混凝土和高强混凝土相比,混杂纤维RPC具有更优越的抗高温性能.     

三轴应力下再生粗骨料塑性混凝土的力学性能和破坏准则

通过单轴、侧压相等和侧压不等三轴压缩试验,研究了再生粗骨料塑性混凝土(RPC)的应力-应变-强度特征,与原生粗骨料塑性混凝土(PC)性能进行了对比,并建立了基于空间八面体的强度破坏准则.结果表明:再生粗骨料塑性混凝土强度与围压的关系符合库伦破坏准则,其黏聚力低于原生粗骨料塑性混凝土,内摩擦角相差不大;再生粗骨料塑性混凝土应力-应变曲线由单轴下应变软化转变为三轴下塑化,且侧压越大,理想塑化越明显;在3种试验下,试件均出现了最大体应变,且随着侧压的增加而增大;再生塑性混凝土抗裂性能高于原生粗骨料塑性混凝土,且随侧压增大而增强.     

轻骨料混凝土单轴受力下的塑性损伤模型应用研究

依据轻骨料混凝土单轴全应力-应变关系曲线,获得轻骨料混凝土损伤塑性模型的单轴应力-非弹性应变关系、单轴应力-开裂应变关系、损伤值-非弹性应变关系与损伤值-开裂应变关系,利用数值方法模拟轻骨料混凝土单轴压缩试验,结果表明,采用损伤塑性模型获得的有限元计算模拟值与试验拟合值吻合较好。     

普强高性能混凝土受拉应力-应变全曲线试验研究

本文对普强高性能混凝土的单轴受拉特性进行了试验研究,通过分析试块受拉应力-应变关系曲线的上升段和下降段,提出了普强高性能混凝土单轴受拉应力应变全曲线方程,经过与试验结果进行对比,数据吻合较好。     

土坯砌体单轴受压应力-应变曲线试验研究

通过对土坯砌体试件进行基本力学性能试验,就其抗压强度及应力-应变关系进行了研究和探讨,在试验研究与理论分析的基础上采用分式方程拟合了土坯砌体单轴受压应力-应变曲线,建立其单轴受压本构方程,给出了本构方程中参数的拟合值和明确的物理意义,研究成果可为土坯砌体房屋抗震性能分析提供参考.     

混凝土梁柱构件基于截面纤维模型的弹塑性分析

采用了弹塑性纤维单元模拟钢筋混凝土梁、柱杆件,通过材料应力-应变本构关系对截面动态积分,直接得到构件刚度及恢复力特性,提出了适用于该模型的计算方法和相应的钢筋和混凝土材料单轴应力-应变本构关系。并应用通用有限元软件ABAQUS对钢筋混凝土悬臂柱及钢筋混凝土框架进行了拟动力反复加载计算,并与试验结果进行对比分析。     

考虑尺寸效应的岩石损伤统计本构模型研究

基于岩石的应变强度理论和岩石强度的随机统计分布假设,采用损伤力学理论,考虑微元体破坏及弹性模量与尺寸之间的非线性关系,建立了单轴压缩下考虑尺寸效应的岩石损伤统计本构模型。然后采用伺服试验机对不同尺寸大理岩石进行了单轴压缩试验研究,得到了不同尺寸大理岩样试验结果;讨论了材料力学参数与尺寸之间的关系,给出了考虑尺寸效应的岩石损伤统计本构模型参数。预测的不同尺寸岩石理论曲线和试验结果相比较,显示了所建模型的合理性。最后探讨了岩石尺寸对损伤特性的演化规律。     

既有混凝土应力-应变曲线方程的研究

根据对已使用了10、20、40年的既有混凝土圆柱体试件进行单轴抗压试验,测得17条应力-应变全过程曲线,并与相同强度的新混凝土应力-应变曲线对比回归出了不同使用年限既有混凝土的应力-应变全曲线方程。试验结果为既有混凝土结构进行非线性分析,预估其使用寿命和对其进行加固改造提供了理论依据。     

Unified calculation method and its application in determining the uniaxial mechanical properties of concrete

This paper presents a unified calculation method and its application in determining the uniaxial mechanical properties of concrete with concrete strengths ranging from 10 to 140 MPa. By analyzing a large collection of test results of the uniaxial mechanical properties of normal-strength, high-strength and super high-strength concrete in China and performing a regression analysis, unified calculation formulas for the mechanical indexes of concrete are proposed that can be applied to various grades of concrete for determining the size coefficient, uniaxial compressive strength, uniaxial tensile strength, elastic modulus, and strain at peak uniaxial compression and tension. Optimized mathematical equations for the nonlinear stress-strain relationship of concrete, including the ascending and descending branches under uniaxial stress, are also established. The elastic modulus is almost constant throughout the elastic stage for the ascending branches of the stress-strain relationship for concrete. The proposed stress-strain relationship of concrete was applied to the nonlinear finite element analysis of both a steel-concrete composite beam and a concrete-filled steel tubular stub column. The analytical results are in good agreement with the experiment results, indicating that the proposed stress-strain relationship of concrete is applicable. The achievements presented in this paper can be used as references for the design and nonlinear finite element analysis of concrete structures.     

缓冲/回填材料的热损伤与纵波速度关系研究

采用岩石力学试验系统、超声波检测仪、扫描电镜等设备对缓冲/回填材料在25℃～300℃范围内的力学特性和纵波速度进行研究。结果表明:在200℃以前,缓冲/回填材料的应力–应变曲线斜率、单轴强度随温度的上升而呈增大趋势;200℃～300℃的应力–应变曲线斜率、单轴强度随温度升高都有不同程度的降低。缓冲/回填材料的平均纵波速度在25℃～100℃时呈增大趋势,在100℃～300℃呈减小趋势。因此,纵波波速与单轴强度相关性与缓冲/回填材料的特性不同。     

超高性能混凝土单轴受压应力-应变关系研究

采用刚性辅助架法获得了稳定的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concretes,UHPC)的受压应力-应变全曲线.试验结果表明UHPC具有良好的受压变形性能;重复加载下UHPC的包络线与单调加载时的应力-应变曲线基本相同.基于试验结果建立了UHPC单轴受压本构方程,以及重复荷载作用下UHPC应力-应变全曲线方程,其结果与试验结果吻合较好.     

掺F矿粉或粉煤灰高强混凝土应力应变全曲线试验研究

测得了掺有一定数量Ｆ矿粉或粉煤灰高强素混凝土试件的应力应变全曲线，与普通强度混凝土（Ｃ３０）和高强混凝土（Ｃ６０）的应力应变性能作了比较．证明掺有少量Ｆ矿粉或粉煤灰（约为水泥用量１／９）高强混凝土应力应变全曲线与普通高强混凝土应力应变全曲线相同．同时给出了高强混凝土应力应变全曲线方程，试验曲线与理论方程吻合较好．     

钢管活性粉末混凝土初步研究

对4组不同配比的普通活性粉末混凝土（RPC）及4组不同配比的钢管活性粉末混凝土（钢管RPC）轴压短柱进行极限抗压强度实验。结果表明，同以往的钢管高强混凝土相比，钢管对RPC的极限抗压强度有更好的提升效果，并且在钢管的约束下，RPC内部的缺陷发展得到了有效的抑制。