三向应力状态下混凝土强度和变形特性研究

对设计强度为１０MPa的混凝土立方体试件进行三轴压缩试验,系统研究了等围压条件下混凝土的强 度和变形特性,围压分别为０,４,８,１２,１６MPa５个量级;同时研究了不等围压条件下混凝土强度变化特性, 试验表明,随着围压增加,混凝土的极限抗压强度有明显增强的趋势;随着小主应力的增加,中主应力的影响 有减弱的趋势;峰值应力处应变随围压增加幅度显著。得出了在不同恒定围压下混凝土的应力应变全过程曲线; 通过与当前文献资料的对比分析,指出了在混凝土结构计算中适用的强度及变形表达式,为工程实践提供了 依据。     

双向应力状态下混凝土的动态压缩试验研究

利用大连理工大学自行研制、改造的液压伺服静、动态三轴试验系统对71个立方体混凝土试件进行双轴应力状态下的动态压缩试验,侧压比例为0:1、0.25:1、0.5:1、0.75:1、1:1五个级别,加载速率为10^-5s^-1、10^-4s^-1、10^-3s^-1、10^-2s^-1四个量级。系统研究了不同应变速率以及不同应力比例条件下混凝土的破坏模式以及极限强度变化规律。试验表明:在双向应力状态下,极限强度随着应变速率有一增加的趋势;侧向压力的大小是影响破坏模式和极限强度的最重要因素。提出了综合考虑应力组合与应变速率影响的统一强度准则。     

钢纤维高性能轻骨料混凝土多轴强度和变形特性研究

为了研究钢纤维掺量和三轴应力比对高性能轻骨料混凝土破坏准则和本构关系的影响规律,进行了钢纤维全轻混凝土和钢纤维次轻混凝土多轴强度和变形特性的试验研究,考虑到试验机加载能力和新拌高性能轻骨料混凝土的工作性能,选取的钢纤维体积掺量为0、0.5%、1.0%和1.5%,试验加载路径有单轴拉、压,双轴等压和真三轴压。结果发现在单轴应力和低应力比条件下,钢纤维能够明显地发挥增强阻裂作用,随着钢纤维掺量的增加,中间主应力对极限抗压强度和峰值应变的影响越来越大,且钢纤维体积掺量对两种轻骨料混凝土应力-应变曲线下降段有一定的影响;在高应力比条件下,钢纤维体积掺量对峰值强度、峰值应变和应力-应变曲线下降段无明显影响,但对高应力比下轻骨料混凝土应力-应变曲线上特有的应力平台区域有较大的影响。考虑钢纤维含量特征参数的影响,对普通骨料混凝土的Kotsovos破坏准则进行了相应的修正,得出了适合钢纤维增强轻骨料混凝土的破坏准则表达式。     

环氧树脂浇注体在平面应力状态下的变形和强度

环氧树脂是纤维增强塑料(FRP)的主要基体材料,它在FRP中处于复杂应力状态。本文的研究内容:1.建立环氧树脂浇注体在平面应力状态下线性受力阶段的应力应变关系式。2.对环氧树脂浇注体薄壁园管试件,在平面应力状态下的六种主应力比(1:0;1:0.5;1:0.96;1:-1;1-0.38;1:-0.155)分别进行了复合应力试验。从这六个试验的共同破坏原因分析,得出了这类材料在平面应力状态下,当其二个主应力均为拉应力,或一个为拉应力,另一个为不大于拉应力值的压应力时,可以应用最大拉应力强度理论。      

三向应力状态下地基最终沉降量计算方法的探讨

本文给出了半空间弹性体表面在竖向分布荷载作用下，考虑三向应力状态时的地基最终沉降量的数值计算方法和计算程序，能够快速方便地计算出地基沉降曲线。并以实例分析了影响地基最终沉降量的因素，其结论对今后地基基础工程具有实际意义。     

高强混凝土和密筋高强混凝土受拉应力-应变全曲线的试验研究

本文简要介绍了高强混凝土和密筋高强混凝土受拉应力－应变全曲线的试验研究,以及为此设计和制造的2套试验装置。文中给出实测全曲线,分散性小,证明装置是可用的;最后给出全曲线的理论方程,并与实测曲线进行对比,表明符合很好。     

微粒混凝土受压应力应变全曲线试验研究

采用一种特制的刚性辅助装置,进行了微粒混凝土和普通混凝土的应力应变全曲线试验研究,得到一系列应力应变曲线。对微粒混凝土和普通混凝土的立方体抗压强度与棱柱体抗压强度的关系、棱柱体抗压强度与峰值应力所对应应变的关系及棱柱体抗压强度与初始弹性模量的关系进行了分析,虽然微粒混凝土的力学性能与普通混凝土的力学性能存在一定的差别,但主要力学性能还是相似的,在模型试验中微粒混凝土是可以用来代替普通混凝土进行结构试验的。同时也验证了刚性辅助装置在测量微粒混凝土和普通混凝土的应力应变全曲线时的有效性。     

高强混凝土和密筋高强混凝土受拉应力─应变全曲线的试验研究

本文简要介绍了高强混凝土和密筋高强混凝土受拉应力─应变全曲线的试验研究,以及为此设计和制造的2套试验装置。文中给出实测全曲线,分散性小,证明装置是可用的;最后给出全曲线的理论方程,并与实测曲线进行对比,表明符合很好。     

不同MgO掺量混凝土动态损伤特性的研究

对不同MgO掺量(0％、2％、4％、6％、9％、12％)的混凝土进行了应变速率(10-5s-1、10-4 s-1、10-3 s-1和10-2 s-1)下的单轴抗压试验研究,分析了不同MgO掺量混凝土的基本力学参数变化规律.结果表明:(1)相同应变速率下,随着MgO掺量的升高,混凝土的峰值应力和峰值应变整体上表现出升高的趋势,并且得到混凝土的峰值应力和峰值应变随MgO掺量变化的关系式;(2)相同MgO掺量下,混凝土单轴受压下的峰值应变随应变速率的变化离散性较大;(3)混凝土弹性模量随MgO掺量和应变速率的变化波动性较大;(4)基于Weibull统计理论分布的损伤本构模型,描述了不同MgO掺量的混凝土损伤破坏过程,混凝土材料的损伤发展主要有3个阶段:损伤起始阶段、损伤发展阶段和损伤破坏失稳阶段.     

锈蚀变形钢筋与混凝土粘结应力模型研究

研究了锈蚀对钢筋混凝土无箍筋试件粘结强度的影响,建立了锈蚀导致保护层胀裂前变形钢筋极限粘结应力的理论计算模型,定量地揭示了该阶段粘结强度增强的机理。通过对钢筋肋间混凝土在挤压力、摩擦力及锈胀力作用下的受力分析,从理论上推导了锈蚀钢筋混凝土发生劈裂破坏时的粘结应力计算表达式;给出了摩擦系数等未知参数的取值大小;详细阐述了表达式的求解思路。利用已发表文献的多个试验结果对理论模型进行验证,结果表明计算值与试验值吻合良好。     

高强高性能混凝土三轴拉压压力学性能试验研究

采用大型动静真三轴伺服液压试验系统,对单轴压强度为90.6 MPa的高强高性能混凝土进行三轴拉压压等比例试验研究,获得了各应力比下试件的破坏模式、多轴强度及应力-应变曲线。试验结果表明：高强高性能混凝土三轴拉压压应力状态下的破坏为典型的受拉破坏;最大主应力方向的极限强度远低于其单轴压强度,中间主应力效应不明显;拉应力的存在对最大主应力方向应力-应变曲线影响十分明显,呈现出明显的线性特征。基于试验结果提出了适用于高强高性能混凝土的强度准则,为高强高性能混凝土本构关系的建立提供了试验和理论依据。     

冻融循环后粉煤灰陶粒混凝土定侧压下的强度和变形性能试验研究

利用混凝土静、动三轴试验系统,完成了粉煤灰陶粒混凝土立方体试件在4组不同冻融循环次数、4种恒定侧压下的双轴压压强度和变形性能试验。考察了不同侧压应力水平下试件的破坏形态和试件表面裂缝分布及走向特征。测量了4种侧压应力水平下的极限抗压强度及两个加载方向的应变值,并根据试验结果系统分析了定侧压下粉煤灰陶粒混凝土双轴压压极限强度和变形性能(包括峰值应变、应力-应变关系曲线、弹性模量)随冻融循环次数和侧压应力水平的变化规律,建立了考虑冻融循环次数和侧压应力水平的主应力空间的双轴压压强度准则,为寒冷海洋环境条件下粉煤灰陶粒混凝土结构在经受双轴压压荷载作用时的强度分析提供试验和理论依据。     

高温后混凝土在双轴拉压下的强度和变形试验研究

利用大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的大型混凝土静、动三轴试验系统,对常温20℃及200℃~600℃高温后的混凝土进行了4种拉压比例的双轴拉压试验,测得了混凝土的强度、应变,并根据试验结果,系统地探讨了高温后混凝土在不同拉压比例下的双轴拉压强度和变形等力学性能,在此基础上,建立了以主应力空间和八面体应力空间表示的高温后混凝土双轴拉压下的破坏准则。这些结论,为受高温后的混凝土结构,如火灾后的建筑物、烟囱、核反应堆安全壳等处于双轴拉压组合荷载作用下混凝土结构的设计、分析提供理论依据。     

混凝土动力强度提高的机理探讨

土木工程中,混凝土结构都不可避免的会承受动力荷载,尤其是对高拱坝来说,地震荷载是非常重要的荷载。准确地认识混凝土材料的动态力学性能是进行准确的混凝土结构动力响应分析的基础。因此混凝土动力本构模型的研究是一个十分有意义的课题。而现有混凝土动力模型大多是宏观、唯像的模型,很难反映混凝土材料的细观特征。采用细观力学方法得到了混凝土的动力强度,与文献中的试验结果对比吻合得较好。     

全轻页岩陶粒混凝土三轴受压试验及其破坏准则

利用大连理工大学的大型静、动真三轴试验机,对强度等级为LC30的全轻页岩陶粒混凝土进行了等比例三轴受压试验。试验中,观察了试件的破坏形态,测得了试件的三轴受压极限强度、塑性应变、峰值应变、总应变以及应力-应变曲线。结果表明,全轻页岩陶粒混凝土在三轴受压状态下,强度和变形较单轴受压有显著增大,并伴随有明显的平台流塑现象,也呈现四种破坏形态。因此,在工程设计中将应力平台流塑段强度及其对应的塑性应变作为轻骨料混凝土的设计强度和设计应变。此外,分析了中间主应力对三轴压的强度和变形影响,并通过三轴强度模型对极限应力进行了预测,其相对误差的绝对值均小于6%,说明试验结果是准确、可靠的。最后,基于八面体应力-应变空间分别建立了其相应的破坏准则,但前者试验点一致性较好,且拉、压子午线与静水压力轴在高压应力区有交叉点,其破坏曲面是闭口的;而后者离散性虽然较大,拟合度较差,但却同样可以很好地反映出破坏面向外扩展的趋势和子午线光滑、外凸的曲线特征。     

钢纤维超高强混凝土动态力学性能

采用分离式霍普金森压杆装置对不同纤维体积率的钢纤维超高强混凝土进行不同应变率的冲击压缩试验,结果表明钢纤维超高强混凝土是应变率敏感材料,并测出其应变率敏感阀值,当应变率超过阀值后,钢纤维超高强混凝土的强度、韧度与弹性模量都随纤维体积率的增加而显著提高,在高应变率下,超高强混凝土基体成粉碎性破坏,而钢纤维超高强混凝土呈现出“裂而不散”的破坏形态。     

部分预应力混凝土梁的应力和变形

本文运用有限元步进法,结合按龄期调整的有效模量法,对部分预应力混凝土梁在不同荷载阶段截面的应力和变形进行了分析探讨。分析时不仅考虑了混凝土的收缩、徐变以及预应力钢筋的松弛等因素的时效影响,而且当混凝土中所受的拉应力超过其抗拉强度时还考虑了混凝土开裂的影响。根据分析方法编制了部分预应力混凝土梁的计算分析程序,并运用该程序对某座部分预应力混凝土梁的截面应力和变形进行了详细分析。     

垃圾土的强度与变形特性

简要回顾了环境岩土工程的发展历史,论述了垃圾土的分类和特性,从岩土力学的角度对有关垃圾土力学性质的研究现状进行了综述,其中重点讨论了垃圾土的强度和压缩变形特性,并对岩土工程师比较感兴趣的垃圾有机成分降解规律进行了介绍。还介绍了清华大学岩土工程研究所在相关方面所取得的研究成果。