中等应变速率下岩石抗拉强度实验研究

利用Instron电液伺服材料试验机系统对岩样进行低周疲劳加载,成功获得了中等应变速率,并通过施加不同的加载波形和动载频率,得到了各加载波形和频率下的岩石抗拉强度和应变率响应及其变化规律,拓展了中等应变速率下的实验范围。     

加载速率对湿态混凝土强度的影响

首先研究了混凝土在自由吸水条件下的饱和度演化规律,然后对5种湿度状态下的混凝土进行了5种抗压加载速率下的单轴压缩试验和5种劈裂抗拉加载速率下的劈裂抗拉试验,最后建立了不同饱和度混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度随加载速率变化的预测公式,并分解了自由水与加载速率的独立效应.结果表明:相同加载速率下混凝土试件的抗压强度与劈裂抗拉强度均随饱和度的增加而降低;相同饱和度下混凝土试件的抗压强度与劈裂抗拉强度均随加载速率的提高呈近似指数关系增长;相同饱和度下混凝土劈裂抗拉强度随加载速率的变化幅度较抗压强度更为显著.     

加载速率对岩石抗压和抗拉强度的影响

采用气-液式压缩联动系统的快速加载机,在加载速率为1×10~(-1)～1×10~5(kg·cm~(-2))·s~(-1)范围内对两种花岗岩进行单轴抗压和抗拉试验研究。试验结果表明:花岗岩的破坏强度随加载速率的提高而明显增加,同时抗压与抗拉强度之比值,并非一个恒定值,它随加载速率的提高略有增大。     

不同应变速率下混凝土劈拉性能试验研究

对尺寸为φ150 mm×150 mm圆柱体混凝土试件在不同加载方式(轴向加载、径向加载)、不同应变速率(10~(-5),10~(-4),10~(-3),10~(-2)s~(-1))下进行劈拉试验。分析混凝土力学性能随应变速率变化的规律,结果表明:混凝土劈拉强度随着应变速率的增大而增大;径向加载时,混凝土的劈拉强度比轴向加载时混凝土的劈拉强度高;轴向加载时混凝土的劈拉强度对应变速率更为敏感,混凝土的动态劈拉强度与应变速率的对数呈近似线性关系;混凝土吸能能力随着应变速率的增大而增大;轴向加载时,混凝土的吸能能力对应变率更敏感;与理论对比分析,径向加载曲线拟合精度更高,更符合实际受力情况;通过试验验证,发现改进的Mazars模型能很好地描述混凝土劈拉本构关系。     

圆柱体横向劈拉测定混凝土抗拉强度方法的研究

采用有限元的方法计算分析了混凝土圆柱体在受横向均匀线荷载和非均匀线荷载时其横截面上的应力状况。结果显示,在横向均匀线荷载和非均匀线荷载作用时,圆柱体横截面90%以上的面积为拉应力,且拉应力大小相对比较均匀。经试验证明,混凝土圆柱体的横劈名义强度与混凝土的抗压强度、立方体及圆柱体纵劈强度有很好的相关性,尤其当压具圆心角为90°时,上述关系更为理想。因此,理论分析与试验结果都表明,可以采用横劈的方法得到混凝土的强度。     

不同加载速率下废玻璃粉混凝土单轴拉伸试验研究

通过直接拉伸的试验方法。研究了废玻璃粉掺量0、10%、20%的混凝土试件在五种不同加载速率下的破坏形态及破坏机理;并借鉴平行杆模型PBS,建立废玻璃粉混凝土单轴抗拉细观损伤模型,得到损伤关系和试验中的应力应变曲线非常相似,说明了混凝土单轴拉伸细观损伤模型是可以用于废玻璃粉混凝土中的;废玻璃粉混凝土极限抗拉强度随着加载速率的增加而提高,为研究动态抗拉强度与加载速率的关系,对加载速率与动态抗拉强度的影响进行线性回归拟合,得到动态抗拉强度增量与加载速率近似关系。     

不同加载速率对混凝土变角剪切的影响

加载速率和剪切角度是影响混凝土正应力和剪应力大小的重要指标,为了研究同一剪切角度不同加载速率应力的变化情况以及同一加载速率不同剪切角度下应力的变化情况,对混凝土试件进行34°、42°、50°、58°、66°角度下的变角剪切试验,同时对每个角度下的试件以1,3,5,7 mm/min的加载速率进行剪切。结果表明:同一角度下,用不同的加载速率,正应力和剪应力呈现出先增加后减少的趋势,当加载速率达到5 mm/min时,应力达到最大值;在同一加载速率下,随着角度的增加,正应力表现为逐步下降的趋势,剪应力先增加后减少,越是接近45°,剪应力就越大。     

应变速率对混凝土动态抗拉特性的影响研究

作为世界上应用最为广泛的建筑材料,混凝土在动态条件下的力学性能明显不同于其在静态情况下力学性能,为了掌握应变速率对混凝土动态抗拉特性的影响,应用MTS液压伺服加载系统,对C35混凝土进行了不同应变速率下的单轴动态拉伸试验,系统分析了应变速率对混凝土力学特性的影响,包括抗拉强度、弹性模量、峰值应变等。试验结果表明:应变速率对混凝土的抗拉特性具有显著的影响,混凝土抗拉强度、弹性模量随着应变速率的增加而增加,泊松比数据的离散性较大,应变速率对其影响趋势不明显。这些成果有利于进一步掌握混凝土的动态抗拉特性。     

硬脆性大理岩单轴抗拉强度特性的加载速率效应研究——试验特征与机制

 加载速率效应是岩石材料力学特征的一个重要性质。通过对锦屏II级水电站硬脆性大理岩T2b开展单轴抗拉强度特性的加载速率效应试验,获得以下5点试验规律：(1) 在巴西圆盘劈裂试验中,岩样的破坏过程基本可以归纳为应力集中区出现、应力集中区扩展、破坏面形成和岩样破坏4个阶段;(2) 岩样的峰值抗拉强度随着加载速率的提高而呈对数增大;(3) 应力峰值对应的平均垂直应变随着加载速率的增大而增大,而平均侧向应变随着加载速率的增大而减小;(4) 对岩样电镜扫描图进行断口学分析表明,在较低的加载速率(0.000 255 MPa/s)下,岩样的破坏面中张拉破坏区域(即镜面区)所占的比例较大,剪切破坏区域(即锯齿区)所占的比例较小,且锯齿区分布均匀规则,而在较高的加载速率(2.55 MPa/s)下,岩样的断口中镜面区比例较小,锯齿区所占的比例较大,且锯齿区剪切脆断痕迹明显;(5) 在0.000 255 MPa/s的加载速率下,岩样一般劈裂成2块,岩石破坏所消耗的能量较小,而在2.55 MPa/s的加载速率下,岩样破碎成多块,岩样破坏所消耗的能量较大。本文通过宏细观两方面的分析,并引入断口形貌学的分析方法,揭示了硬脆性岩石力学特性加载速率效应的试验特征和内在机制,为岩石破坏机制研究提供一条新的途径。     

应变速率对混凝土抗压特性影响的试验研究

为明确应变速率对混凝土单轴抗压特性的影响,本文应用MTS试验机对C50混凝土在应变速率为10-5～10-2/s范围内进行了单轴动态抗压试验.系统研究了不同应变速率下混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变等抗压力学特性,分析了混凝土抗压强度、弹性模量等与应变速率之间的关系.试验结果表明:混凝土抗压强度、弹性模量随着应变速率...     

C75混凝土动态层裂强度试验研究

基于线弹性力学理论和一维应力波的基本假定,采用大直径霍普金森杆对C75混凝土进行了一维杆层裂试验,以研究其动态拉伸强度和应变率效应.为了确定不同子弹速度下的混凝土弹性模量,在试件上采用了多点贴片的方法;通过优化子弹的尺寸,大大降低了应力波的波形弥散现象;提出了一种测定混凝土衰减系数的新方法,该方法能消除试件不均匀性、应变片个体差异以及信号衰减微弱等不良因素的影响,所获得的衰减系数比较精确.结果表明：C75混凝土动态拉伸强度具有较强的应变率相关性,在100~102s-1应变率范围内,其层裂强度随着应变率的增大呈线性增长关系.     

肋形混凝土永久模板与混凝土结合面抗拉强度试验

本文针对肋形混凝土永久性模板与结构新浇混凝土之间粘接问题进行抗拉试验。试验结果表明,掺PVA纤维并带10mm宽、高肋的试件粘结面的抗拉强度是混凝土自身抗拉强度的87.5%,能够满足利用永久性模板浇筑的板、墙类构件抗拉要求。同时,对新老混凝土粘结面抗拉能力的计算方法进行了探讨。研究方法合理,结论比较正确,可供工程应用参考。     

高强混凝土动态受拉特性的试验研究

混凝土的动态力学特性与静态情况下有很大的不同,为了明确高强混凝土在动态条件下的受拉力学特性,本文应用MTS试验机,对C50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高强混凝土抗拉强度、弹性模量等力学指标的影响规律。试验结果表明:混凝土抗拉强度、弹性模量随着应变速率的增加而增加,泊松比离散性比较大,增加趋势不明显,动态受拉应力应变曲线与静态相似。这些成果有利于完善混凝土的动态本构关系。     

基于细观随机模型的混凝土抗拉强度模拟研究

基于细观随机骨料模型的"数字混凝土"数值仿真是目前研究混凝土力学性能的重要手段之一。该方法可真实描述混凝土材料的非均质性,并直观反映混凝土试件内部应力、裂缝等分布状况。基于随机骨料模型,模拟了不同骨料分布下的混凝土圆柱体试件抗拉强度变化规律,探讨了混凝土非均质性对混凝土宏观力学性能的影响。     

混凝土多孔砖砌体弯曲抗拉强度试验研究

通过试验研究了混凝土多孔砖砌体的弯曲抗拉强度。试验和分析研究表明:混凝土多孔砖砌体的弯曲抗拉强度试验平均值要低于粘土实心砖砌体的弯曲抗拉强度平均值,但要高于混凝土空心砌块砌体。还提出了混凝土多孔砖砌体的弯曲抗拉强度计算公式并通过对试验结果的线性回归分析确定了公式中的系数。     

影响碳纤维增强混凝土抗拉强度的因素分析

本文介绍了短碳纤维乱向分布增强混凝土(CFRC)抗拉强度的一种预测模型,并对其影响因素作出了分析,以期在碳纤维增强混凝土的研究和工程运用中有所帮助。     

预制与后浇混凝土粘结后的动态劈拉性能

为研究预制与后浇混凝土粘结后混凝土试件的动态劈拉性能,采用74变截面分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,在不同应变率下,对粘结面粗糙度类型不同的试件进行了动态劈拉试验.结果表明:预制与后浇混凝土的动态劈拉强度和动态增大系数均表现出较强的应变率效应;预制与后浇混凝土的动态劈拉应力-应变曲线可分为弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段;混凝土试块出现了径向劈裂、径向与粘结面均劈裂这2种主要破坏形态;试件粘结面粗糙度越大,其动态劈拉应力-应变曲线中屈服台阶越明显,其动态劈拉强度也越大,表现出明显的延性特征.     

高性能混凝土早龄期抗拉性能试验研究

采用自行设计的试验装置,对高性能混凝土早龄期抗拉性能进行了试验研究.结果发现:高性能混凝土在硬化过程中的极限拉应变极高,并随龄期的增加迅速递减,大致在12 h达到最小值,然后又缓慢回升并渐趋稳定;1 d后的极限拉应变大体上呈现为水灰比越低,其值越高的趋势;高性能混凝土早期抗拉强度和弹性模量发展迅速,同龄期的轴心抗拉强度约为劈裂抗拉强度的0.96倍.