蒸压加气混凝土应变率效应试验研究

对密度为425,525,625 kg/m~3的三种蒸压加气混凝土标准圆柱体(50 mm×100 mm)试件进行在10~(-5),10~(-4),10~(-3),10~(-2)s~(-1)等4个不同应变率下的单轴进行受压试验,获得了60组有效试验数据。试验采用MTS公司生产的CDT1504型电机伺服系统进行加载和数据采集,结合东华测试仪器厂的DH8302信号测试分析系统进行应变数据采集。试验获得了不同密度、不同加载速率下蒸压加气混凝土的单轴受压应力-应变曲线和应变-时间曲线,并对峰值应力和峰值应变的单轴受压的破坏过程、峰值应力、弹性模量的试验确定、应变率敏感性等问题进行了分析。研究结果表明,加载速率对蒸压加气混凝土的单轴受压应力-应变曲线的影响明显,蒸压加气混凝土的抗压强度具有明显的应变率敏感性,峰值应变受加载速率和混凝土密度的影响均较为明显。     

混凝土单轴受压性能尺寸效应的试验研究

采用刚性辅助架法获得混凝土棱柱体试件的单轴受压应力-应变全曲线。通过对试验结果进行回归分析,得到不同强度等级、不同尺寸试件单轴受压性能之间的关系。对混凝土棱柱体试件单轴受压性能的尺寸效应进行系统研究,重点分析混凝土强度等级对混凝土棱柱体受压的峰值应力、应变、极限应变及弹性模量等尺寸效应的影响,并对这些力学性能参数的尺寸效应系数提出建议。     

历经循环荷载历史混凝土动态受压试验研究

为了研究历经不同循环加载历史和不同应变速率对混凝土的动态峰值应力、峰值应变和弹性模量的变化规律的影响,进行了混凝土圆柱体试件历经循环加载历史后,在应变速率为10-5、10-4、10-3/s时的单轴受压特性试验。试验结果表明:随着应变速率的提高,混凝土的动态单轴抗压强度明显增加;在相同的应变速率和循环振幅情况下,混凝土的峰值应力随着循环荷载频率的增加而降低;在相同循环加载历史的条件下,混凝土的峰值应变随应变速率的提高总体上有增加的趋势;在相同循环加载历史条件下,混凝土的弹性模量随应变速率和循环加载历史振动频率的变化规律总体上并不明显。     

普通混凝土与轻集料混凝土的受压动力性能

为探究混凝土结构的动力特性,对轻集料混凝土与普通混凝土进行了10种应变率下的单轴受压动力性能试验,得到了2种混凝土应力-应变曲线及不同工况下的破坏形态特征.根据试验所得应力-应变曲线提取试件的峰值应力、峰值应变和弹性模量,同时对不同加载工况下试件破坏形态进行动力特征对比分析.结果表明:静动力应变率下普通混凝土的破坏形态主要是黏结材料破坏,而轻集料混凝土的破坏形态主要是轻骨料剪切破坏;随着应变率的提高,2种混凝土峰值应力、弹性模量均有明显提高,但轻集料混凝土较普通混凝土受加载应变率的动力影响更为明显;普通混凝土、轻集料混凝土峰值应变随应变率变化较小但其离散性较大.同时根据试验结果建立了普通混凝土与轻集料混凝土的应变率与峰值应力、弹性模量的关系公式,峰值应力和弹性模量经无量纲化处理后的值与相对应变率的对数值成线性关系.     

玻化微珠保温混凝土形状和强度等级对其单轴受压应力-应变关系的影响

玻化微珠保温混凝土能够实现混凝土结构的自保温,但玻化微珠的掺入致使混凝土的基本力学性能发生一定程度的改变。考察了强度等级和试件形状对玻化微珠保温混凝土单轴受压应力-应变关系的影响。设计了圆柱体和棱柱体两种形状的玻化微珠保温混凝土试件,每种形状试件设计5种强度等级。开展单轴受压试验,以考察试件形状和强度等级对受压应力的应力-应变全曲线、应力-应变无量纲关系拟合参数、峰值应变和泊松比的影响。研究结果表明,玻化微珠保温混凝土的应力-应变曲线具有尺寸效应;随着强度等级的提高,保温混凝土应力-应变曲线上升段和下降段变陡,脆性增加,其峰值应力和峰值应变越来越接近。最后得出了保温混凝土棱柱体和圆柱体应力-应变关系拟合曲线的拟合计算式和保温混凝土的建议泊松比。研究结果可以为玻化微珠保温混凝土研究提供技术和支持。     

混凝土双轴受压试验与破坏准则研究

利用岩石真三轴仪液压伺服机,采用定侧向加载方式对普通混凝土进行双轴受压试验研究,得到不同应力比下混凝土的应力-应变曲线和破坏形态,通过提取应力-应变曲线峰值应力和峰值应变(峰值应力对应应变)特征值,研究不同应力比下混凝土破坏机理与主应力方向的强度规律。试验结果表明:当侧向应力较小时,混凝土破坏形态与单轴受压向类似;当侧向应力较大时,试件呈现劈裂状破坏形态。当σ_X/f_c=0～0.2时,峰值应力随着侧向应力比的增大而增大,当σ_X/f_c=0.2～0.5时,σ_Z峰值应力随着侧向应力比的增大而变化较小。应用Kupfer破坏准则对试验数据进行验证,Kupfer破坏准则预测定侧向加载方式下混凝土双轴受压强度结果相对保守。同时基于Kupfer破坏准则方程提出了定侧向加载下混凝土的破坏准则并进行验证。研究结果对混凝土工程应用与计算具有较大的意义。     

普通混凝土局部受压与偏载力学性能试验研究

利用液压伺服机对普通混凝土局部受压与偏载力学性能进行试验研究,设置4种不同加载面积与6种不同偏载位置的加载工况,得到混凝土试件破坏形态与应力-应变曲线,提取应力-应变曲线峰值应力与峰值应变特征参数,对比分析不同加载面积和偏载位置混凝土力学性能,主要得到以下结论:不同加载面积下混凝土峰值应力和弹性模量随着加载面积的减小而逐步增大,峰值应变却随之减小,其中峰值应力与加载面积系数呈冥函数关系;偏载作用下,混凝土中心受压峰值应力高于偏心约束受压,偏心约束受压峰值应力高于偏心边角受压。研究结果较好地说明了混凝土局部受压与偏载作用下的力学性能。     

自修复再生混凝土应力—应变曲线试验研究

通过以再生骨料作为微生物载体制备自修复再生混凝土,采用控制变量法设计24个试件进行单轴受压加载试验,通过试验测得其单轴受压应力-应变曲线。试验结果表明,随着修复时间的不断增加,自修复再生混凝土的峰值应力、峰值应变和弹性模量均有一定程度的增加。采用单轴受压本构方程进行拟合,上半段曲线采用三次多项式拟合,下半段曲线采用有理分式拟合,拟合结果合理,匹配度高。     

不同应变速率下废玻璃粉混凝土单轴受压性能

为研究废玻璃粉混凝土的率效应,采用万能试验机对3种废玻璃粉掺量的混凝土试件在4种不同应变速率下进行单轴受压,分析了应力-应变曲线、抗压强度、峰值应变、泊松比等随应变速率的变化规律。结果表明:随着应变速率的增加,逐渐增加的抗压强度和减少的峰值应变与应变速率的对数呈线性关系,给出了近似关系式;泊松比基本保持不变;应力-应变曲线的形状相似。研究表明:应变速率对抗压强度和峰值应变影响较明显,对泊松比的影响较小;废玻璃粉存在一个最佳掺量;在不同应变速率下废玻璃粉混凝土单轴受压试验仍符合经典混凝土受压试验的描述。     

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。     

不同加载速率下箍筋约束混凝土力学性能试验研究

为了研究箍筋约束效应和率相关效应对混凝土单轴受压性能的影响,采用MTS815试验机对一批设计强度等级为C30、C70混凝土的普通箍筋约束试件进行了单轴受压试验。选取4种不同的配箍等级,对每一种配箍等级试件分别进行加载应变率为10^-5、10^-2/s的试验,得到了相应的应力-应变全曲线。研究发现：混凝土单轴受压性能会受到配箍率、应变率和混凝土强度等级三者的共同影响;增大配箍率提高了约束混凝土试件的峰值应力、峰值应力对应应变和延性系数,当配箍率达到3.4%时,最大提高幅值比例约为1∶2∶4,但其弹性模量受到的影响可以忽略不计;增大加载应变率提高了约束混凝土试件的弹性模量、峰值应力和峰值应力对应应变,但其延性系数有所降低,当应变率达到10^-2/s时,上述特征值最大提高或降低幅值比例约为1∶5∶4∶4;箍筋约束效应与率相关效应相互耦合,当二者共同存在时,会削弱彼此对约束混凝土试件峰值应力、峰值应力对应应变和延性系数的提高或降低作用,当配箍率为0%~3.4%、应变率为10^-5~10^-2/s时,削弱幅值不超过60%,提高混凝土强度等级会增强该削弱作用,弹性模量受耦合效应的影响可以忽略不计。     

受冻融环境混凝土的应力-应变全曲线试验研究

为研究受冻融循环作用的混凝土受压应力-应变关系,按照GBJ 82-85规定的快速冻融试验方法,对3批共85个尺寸为100 mm×100 mm×300 mm的混凝土棱柱体试件进行了冻融循环,试件的变化参数为混凝土立方体抗压强度和冻融循环次数;然后对试件进行了单轴抗压破坏试验.结果表明:随着冻融循环次数增加,混凝土的受压应力-应变曲线渐趋扁平,峰值应力降低,峰值应变增大;冻融循环次数相同时,混凝土立方体抗压强度高的试件,其峰值应力降低程度和峰值应变增大程度小于混凝土强度低的试件.回归试验结果,提出了适用于立方体抗压强度为30～50 MPa的受冻融循环作用混凝土的应力-应变全曲线方程及确定其参数的公式.     

高性能混凝土双轴受压试验研究

对高性能混凝土板式试件进行了双轴受压试验研究,在应变比例控制加载的条件下,得到了试件两个加载方向上包含上升段和下降段的应力应变全曲线,并提取曲线的峰值强度参数与传统试验的结果进行了对比。     

混凝土单轴受拉动力本构试验技术

通过对混凝土单轴受拉试验方法的研究,提出了影响混凝土单轴受拉应力-应变全曲线的影响因素,结合以往研究成果,建议了一种用于混凝土单轴受拉的试验方法。采用MTS815试验机,考虑三种加载速率,在位移和应变率双重控制下,对混凝土试件进行了动力加载条件下的单轴受拉应力-应变全曲线试验。结果表明,该方法简单方便,引伸计所测部位应力分布均匀,试验结果稳定,为研究混凝土在动力加载条件下的破坏机理提供了试验依据。     

Experimental research on whole stress-strain curves of coralaggregate seawater concrete under uniaxial compression

采用等应力循环加卸载法和等应变单调加载法，对棱柱体试件进行单轴受压试验获得全珊瑚海水混凝土的应力-应变全曲线，并对两种加载方法进行对比分析。试验结果表明：全珊瑚海水混凝土裂纹贯穿珊瑚骨料继续发展，单轴受压试件的破坏为脆性破坏，典型破坏状态主要为劈裂破坏，其主斜裂缝的倾角 θ 在65°~70°之间；残余应力与峰值应力的比值在0.292~0.525之间，说明全珊瑚海水混凝土破坏后仍具有较高的残余强度，破坏后强度逐步降低，具有一定的延性；不同强度等级全珊瑚海水混凝土的应力-应变全曲线的上升段趋势基本相似，但是随着强度等级提高，下降段的下降趋势越陡，破坏程度越剧烈；在相同强度等级下，全珊瑚海水混凝土比普通混凝土和轻集料混凝土的脆性更强。      

全珊瑚海水混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

采用等应力循环加卸载法和等应变单调加载法,对棱柱体试件进行单轴受压试验获得全珊瑚海水混凝土的应力-应变全曲线,并对两种加载方法进行对比分析。试验结果表明:全珊瑚海水混凝土裂纹贯穿珊瑚骨料继续发展,单轴受压试件的破坏为脆性破坏,典型破坏状态主要为劈裂破坏,其主斜裂缝的倾角θ在65°~70°之间;残余应力与峰值应力的比值在0.292~0.525之间,说明全珊瑚海水混凝土破坏后仍具有较高的残余强度,破坏后强度逐步降低,具有一定的延性;不同强度等级全珊瑚海水混凝土的应力-应变全曲线的上升段趋势基本相似,但是随着强度等级提高,下降段的下降趋势越陡,破坏程度越剧烈;在相同强度等级下,全珊瑚海水混凝土比普通混凝土和轻集料混凝土的脆性更强。     

循环荷载作用下聚丙烯纤维混凝土受压应力-应变关系研究

考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比两个因素,设计制作54个混凝土试件,通过单轴循环加载试验,研究聚丙烯纤维混凝土的力学行为。试验结果表明：与普通混凝土相比,聚丙烯纤维混凝土试件破坏形态为延性破坏;其循环受压应力-应变曲线包络线与单调受压应力-应变关系曲线近似一致;聚丙烯纤维的掺入可显著改善混凝土的循环受压力学行为,提高混凝土的受压韧性、峰后延性和滞回耗能能力,减小其刚度退化和应力劣化程度,但对其峰值强度、弹性模量和塑性应变影响较小;聚丙烯纤维掺量影响较纤维长径比影响更为明显。基于试验结果,参考《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）,建立聚丙烯纤维混凝土单轴受压弹塑性损伤本构模型,可为聚丙烯纤维混凝土结构设计、工程应用和相关规程修订提供理论依据。     

模型再生混凝土单轴受压动态力学特性试验

试验设计了再生粗骨料取代率为100%的模型再生混凝土（MRC）、模型普通混凝土（MC）、再生粗骨料取代率55%的模型再生混凝土（MCP）和模型砂浆（MM）4种试件,在不同应变速率下进行单轴受压试验。研究表明：随着加载应变速率的提高,试件应力-应变曲线形状相似,峰值应力和弹性模量表现出增大的趋势,峰值应变的变化无明显规律;MRC、MC、MCP试件破坏时裂缝最先出现在界面区附近,然后逐渐发展直至贯通,随着应变速率的提高,裂缝较宽且开展更快,试件完全断裂成若干碎块;模型再生混凝土静态强度越低,峰值应力和弹性模量增长越大,动态效应越显著;再生粗骨料取代率为55%时,峰值应力和弹性模量增长最大;模型砂浆试件的动态效应最显著,模型普通混凝土和模型再生混凝土次之,且相差不大。     

高性能混凝土三向受压力学性能试验研究

设计了60个不同围压及混凝土强度的高性能混凝土圆柱体试样进行常规三轴受压试验,以研究其在三向应力下的力学性能。结果表明：试件在单、三向受压状态下分别发生纵向劈裂、斜向剪切破坏;试样应力-应变曲线可分为：弹性上升段、塑性上升段、软化下降段。其中,软化下降段比单轴受压状态更平滑,表明延性更高;随着侧向压力的增加,试件弹性模量、峰值应力及峰值应变均显著增大;最后由最小二乘法建立了侧向压力关于峰值应力、峰值应变的计算式。     

高温后再生混凝土单轴受压应力-应变关系试验研究

利用废弃混凝土经机械破碎后制成的再生粗、细骨料,制作168个不同再生粗、细骨料取代率尺寸为100mm×100mm×300mm的再生混凝土试件,经历20～800℃作用后进行单轴受压应力-应变全曲线试验,分析了不同再生粗、细骨料取代情况和经历温度对再生混凝土峰值应力、峰值应变、弹性模量、泊松比和单轴受压应力-应变全曲线的影响。结果表明：相同温度作用后,随着不同再生骨料取代率的增加,峰值应变增大,弹性模量减小,单轴受压应力-应变曲线峰值应力减小,峰值应变增大,脆性增大;随着经历温度的升高,峰值应变与泊松比先降后增,并在温度400℃后增幅最大,而峰值应力与弹性模量均持续减小,应力-应变曲线渐趋扁平,与横轴包围面积显著减小;再生粗、细骨料单独掺入对混凝土受力性能的影响比较一致,同时掺入时性能退化较快。通过回归分析,建立各组再生混凝土试件单轴受压分段式应力-应变本构方程。