双轴受压状态下混凝土动态抗压特性试验研究

由于多轴试验装置的高技术性,混凝土在复杂应力状态下的动力研究相对偏少。为研究双轴受压状态下混凝土的动态抗压特性,采用真三轴静动综合加载试验系统,进行了5种双轴受压状态下混凝土立方体试件的冲击压缩试验,分别从应力-应变曲线特征、强度特性和变形特性等方面分析双轴受压状态对混凝土动力响应的影响规律。结果表明：双轴受压状态下,混凝土承受冲击荷载时呈现典型的脆性破坏,应力-应变曲线初期无明显压实挤密阶段;主轴压比一定时,随单侧压比的增大,混凝土的动态抗压强度呈现出先升高后降低的趋势,峰值应变和平均应变率皆呈现出先减小后增大的趋势;双轴受压对混凝土有加固约束作用,因而提高了其动态抗压强度和抗变形能力,主轴压比：单侧压比为0.4：0.4时作用效果最佳。     

混凝土单轴动态抗拉特性的试验研究

在应用过程中,混凝土结构肯定要受到动态荷载的作用,而混凝土材料的动态力学特性与静态情况下有非常大的区别.为了考察动态荷载作用下混凝土的抗拉特性,本文应用MTS试验机,对C40混凝土在应变速率为10-5/s～10-2/s范围内进行单轴动态拉伸试验,系统研究了不同应变速率下混凝土的抗拉强度、弹性模量、峰值应变等抗拉力学特性,并分析了应变速率对混凝土抗拉强度、弹性模量等的影响规律.试验结果表明:混凝土抗拉强度、弹性模量会随应变速率的增加而增加,泊松比离散性比较大,规律不明显,动态受拉应力应变曲线与静态相似.这些成果可以为混凝土的结构设计提供技术参数.     

全轻混凝土柱偏心受压性能试验研究

为形成集承重、轻质、节能于一体的多层建筑结构体系,推广全轻混凝土在结构体系中的应用,需对全轻混凝土柱偏心受压性能进行试验研究.试验共设计偏心受压柱6根,对比分析不同配筋、不同偏心距对偏心受压柱的破坏形态、变形特点和承载性能的影响.试验结果表明,全轻混凝土偏心受压柱破坏特征、挠曲模式及截面应变分布与普通混凝土柱基本一致,而且承载力高、延性好,全轻混凝土可作为结构材料替代普通混凝土.     

橡胶集料改性混凝土高温后单轴受压试验研究

对橡胶集料改性混凝土高温后的力学性能进行了试验研究,配置0％、10％和20％三种橡胶掺量,分别进行了常温、300℃、500℃和700℃高温后的单轴受压试验.结果表明:在经历不同高温作用后,橡胶集料混凝土自身结构变得疏松,其峰值应力与受热温度成负相关关系,峰值应变与受热温度呈正相关关系,峰值应力随橡胶的掺入量呈负相关关系.高温后橡胶混凝土的应力-应变曲线更趋于平缓,但轴心抗压强度损失比普通混凝土要严重.     

GFRP筋混凝土大偏心受压柱试验研究

为了探寻GFRP筋混凝土大偏心受压柱的破坏机理和设计方法,完成了5根GFRP筋混凝土柱的大偏心受压试验,展现了GFRP筋混凝土大偏心受压柱从开始加载到破坏的全过程。重点分析了GFRP筋混凝土偏心受压柱在受拉区混凝土达到限值裂缝宽度0.5 mm时和受压区混凝土压碎时的状态,并对5根GFRP筋试件进行了有限元仿真分析。结果表明:GFRP筋混凝土大偏心受压柱的破坏模式是受拉区混凝土先达到限值裂缝宽度,然后受压区混凝土才被压碎;当受压区混凝土被压碎时受拉区裂缝宽度已经远远超过了限值0.5 mm,说明GFRP筋混凝土大偏心受压柱的设计极限状态是由裂缝宽度控制的。最后,得出了设计极限状态下受压区混凝土的压应变值,为GFRP筋混凝土大偏心受压柱的配筋计算提供了理论依据。     

混凝土在双向受压下力学性质的试验研究

采用大吨位等刚度双向加载系统,对混凝土立方体试块进行了双向和单向加载的试验研究。实验结果表明：在双向加载条件下,混凝土的破坏强度远大于单轴破坏强度;由于中间主应力的增加,约束了试件的横向变形,使1：l加载破坏强度大于双轴2：1加载破坏强度;总结了在最小主应力σ3=0的情况下,试件双向σ1—σ2关系。     

机敏混凝土三向受压时的应变电阻效应研究

机敏混凝土具有优良的应变电阻敏感性,可将其制成传感器,用于对土木工程结构的健康监测.当其埋入大体积混凝土结构中时,往往处于三向受力状态.研究了机敏混凝土试样在三向受压情况下的应变电阻效应,并与单向受压时的结果进行比较.结果表明:在弹性阶段,轴向电阻随着轴压的增大而减小,随着围压的增大而增大;轴向应变是引起试样轴向电阻变化的直接和根本原因,不管其它量如何变化,只要影响轴向应变,轴向电阻就会相应地发生变化;同单向受压时相比,试样三向受压时电阻的变化也有3个阶段:可逆感应阶段、平衡阶段和剧增阶段,但可逆感应阶段和平衡阶段相对较长,且三向受压时试样应变电阻灵敏系数有所降低,但线性更好.     

风积沙混凝土轴心受压力学性能研究

试验设计风积沙和粉煤灰内掺替代等质量的河砂及水泥,制备了10组风积沙-粉煤灰混凝土,进行60d风积沙-粉煤灰混凝土轴心抗压试验,开展风积沙-粉煤灰混凝土轴心受压破坏形貌、微观结构、应力-应变关系、轴心抗压强度、峰值应变、弹性模量、泊松比等内容的试验研究。结果表明：弹性阶段各掺量风积沙混凝土应力-应变曲线基本趋于一致,进入弹塑性阶段后,风积沙混凝土较基准混凝土应力增长较快,混凝土脆性增加。轴心抗压强度、弹性模量及泊松比随风积沙掺量增加呈现先增大后减小的变化趋势,随粉煤灰掺量增加在降低。最后,对过镇海经典模型上升段本构参数A进行二次演化,建立了本构参数与轴心抗压强度和风积沙掺量之间的演化模型,得出风积沙混凝土应力-应变上升段本构方程。     

Moisture effect on compressive behavior of concrete under dynamic loading

The effect of moisture content upon compressive mechanical behavior of concrete under impact loading was studied. The axial rapid compressive loading tests of over 50 specimens with five different saturations were executed. The technique ＂split Hopkinson pressure bar＂（SHPB） was used. The impact velocity was 10 m/s with corresponding strain rate of 50 s-1. The compressive behavior of materials was measured in terms of stress-strain curves, dynamic compressive strength, dynamic increase factor（DIF） and critical strain at a maximum stress. The data obtained from test indicate that both ascending and descending portions of stress-stain curves are affected by moisture content. However, the effect is noted to be more significant in ascending portion of the stress-strain curves. Dynamic compressive strength is higher at lower moisture content and weaker at higher moisture content.Furthermore, under nearly saturated condition, an increase in compressive strength can be found. The effect of moisture content on the average DIF of concrete is not significant. The critical compressive strain of concrete does not change with moisture content.     

活性粉末混凝土冲击压缩性能及本构关系

为了克服传统活性粉末混凝土（RPC）须高温蒸养的缺点,采用粒化高炉矿渣代替部分水泥制备出免蒸养RPC,利用直径为80 mm的霍普金森压杆试验系统（SHPB）对免蒸养RPC进行冲击压缩试验研究,探究率效应对免蒸养RPC动态力学性能的影响规律,建立动态本构模型. 结果表明：在10~290 $ {{\rm{s}}^{ - 1}}$的应变率范围内,免蒸养RPC的峰值应力、峰值应变和冲击韧性表现出明显的率敏感性,而弹性模量在不同应变率下基本保持不变. 改进型Z-W-T黏弹性本构模型和基于Weibull分布的模型均能对免蒸养RPC的动态应力-应变曲线进行较好的描述,基于Weibull分布的模型所含参数相对较少,根据模型中各参数与应变率之间的关系可以对不同应变率下的应力-应变曲线进行预测.     

空间管桁架混凝土组合梁受弯性能试验研究

设计制作了空间管桁架混凝土组合梁,通过组合梁的试验研究,得到了荷载-跨中挠度关系曲线、组合梁沿梁长方向的挠度曲线以及组合梁跨中截面应变沿梁高变化曲线,对比有限元分析结果表明：组合梁纵向应变沿梁高近似符合平截面假定;在整个受力阶段钢管桁架和混凝土翼板共同受力性能良好;组合梁在荷载作用下的抗变形能力较强;管桁架节点受力复杂,节点承载力是结构承载力的控制因素;有限元模型可以真实地反映实际结构的受弯承载力和挠度发展的情况。     

粉煤灰混凝土抗压性能试验与分析

为了得到不同掺量、不同侵蚀环境下粉煤灰混凝土的抗压性能,研究干湿循环和全浸泡侵蚀环境下,粉煤灰掺量分别为0、10%、20%、30%的粉煤灰混凝土的抗压强度.结果表明:全浸泡和干湿循环环境对比,粉煤灰混凝土抗压强度相差不大;随着粉煤灰掺量的增加,其抗压强度呈下降趋势;全浸泡和干湿循环环境下的粉煤灰掺量均不宜过大,且粉煤灰掺量在10%较为适宜.     

碳纤维增强聚合物混凝土抗冲击性能试验研究

为了更好地研究纤维混凝土的力学性能,通过在聚合物混凝土中加入碳纤维进行改性来研究不同掺量碳纤维增强聚合物混凝土的抗冲击性能。采用分离式霍普金森压杆试验系统开展冲击压缩试验,从应力—应变曲线、强度和变形特性、冲击韧性等方面探究碳纤维掺量对聚合物混凝土抗冲击性能的影响。结果表明：随着碳纤维掺量的增加,聚合物混凝土的抗冲击性能先增强后减弱;当碳纤维掺量为0.2%时,混凝土的动态抗压强度最大,承受高应变率压缩荷载的变形能力最强,即碳纤维的最佳掺量为0.2%。     

冲击压缩荷载下压实粘性土的动态力学性能试验研究

针对压实粘性土体应变率敏感性,利用聚碳酸脂分离式Hopkinson压杆试验装置,对其动态力学性能进行了研究.结果表明:压实粘性土的动态强度、峰值强度增长因子和比能量吸收以及过应力与应变率呈近似指数关系,而动态峰值应变与峰值应变增长因子随应变率的增加而近似线性增加,这些均说明动态峰值强度和峰值应变均体现了显著的应变率相关性.同时进一步分析过应力与应变率(包括准静态)的关系表明:当应变率低于参考应变率时,动态强度受应变率的影响相对较小,而当应变率高于参考应变率时,动态强度受应变率的影响较大.     

Experimental study on the compressive strength of grouted concrete block masonry based on nondestructive detection methods

Existing nondestructive detection methods were adopted to test the compressive strength of grouted concrete block masonry,i.e.the rebound method,pulling-out method and core drilling method were employed to test the strength of block,mortar and grouted concrete,respectively.The suitability of these methods for the testing of strength of grouted concrete block masonry was discussed,and the comprehensive strength of block masonry was appraised by combining existing nondestructive or micro-destructive detection methods.The nondestructive detection test on 25 grouted concrete block masonry specimens was carried out.Experimental results show that these methods mentioned above are applicable for the strength detection of grouted concrete block masonry.Moreover,the formulas of compressive strength,detection methods and proposals are given as well.     

Experimental study on mechanical behavior of high performance concrete under multi-axial compressive stress

Experimental investigation was conducted to characterize the responses of high performance concrete(HPC) subjected to multiaxial compressive stresses. The HPC specimens were prepared with three different mix proportions, which corresponds to three different uniaxial compressive strengths. The cubic specimens with size of 100 mm for each edge were tested with servo-hydraulic actuators at different stress ratios. The principal stresses and strains of the specimens were recorded, and the failure of the cubic specimens under various stress states was examined. The experimental results indicated that the stress states and stress ratios had significant influence on the strength and deformation of HPC under biaxial and triaxial compression, especially under triaxial compression. Failure criteria were proposed for the HPC specimens under biaxial and triaxial compressive loading. The test results provided a valuable reference for obtaining multi-axial constitutive law for HPC.