冻融循环后引气混凝土双轴破坏准则研究

对经过0次、100次、200次、300次、400次冻融循环作用后的引气混凝土试件进行了双轴压、双轴拉-压荷载作用下的强度试验研究。观察了试件的破坏形态和表面裂缝的走向特征,根据试验结果分析了极限抗压、抗拉强度随冻融循环次数和应力比的变化规律。在主应力空间,建立了不同冻融循环次数后考虑应力比影响的双轴破坏准则;对于双轴压,建立了同时考虑应力比及冻融循环次数影响的破坏准则,对于双轴拉-压,建立了八面体应力空间的破坏准则;为寒冷地区处于双轴荷载作用下的引气混凝土结构的强度分析提供试验和理论依据。     

ECC双轴压力学性能及破坏准则试验研究

利用真三轴液压伺服试验机,对3种强度的高延性纤维增强水泥基复合材料(Engineered CementitiousComposites,ECC)进行了双轴压试验研究,得到了ECC在双轴压应力状态下的破坏形态、极限强度和应力-应变曲线,并与普通混凝土的试验结果进行对比,分析了不同应力比下ECC的破坏机理和主压强度的变化规律。试验结果表明,双轴压应力状态下,ECC强度包络线与普通混凝土有一定差别,强度较低时两者结果相近,但强度较高时相同应力比下ECC主压强度增幅明显小于混凝土。最后,基于Kupfer等建立的普通混凝土的强度准则和试验结果,提出了ECC的双轴压强度破坏准则。     

高温后高强高性能混凝土双轴压强度规律与破坏准则

利用大型静动真三轴试验机,进行了常温20℃和200℃―600℃高温后高强高性能混凝土在七种应力比α=σ2:σ3=0.00:-1,-0.20:-1,-0.30:-1,-0.40:-1,-0.50:-1,-0.75:-1,-1.00:-1,双轴压应力状态下的强度试验。单双轴压试件尺寸为100mm×100mm×100mm立方体,测得了双轴主压方向静态强度。剖析了温度和应力比对单轴、双轴压强度的影响规律性以及试件破坏形态。试验结果表明:高强高性能混凝土在200℃、300℃,其高温后单轴压减摩强度并不降低;二轴压强度相对于单轴压强度的提高倍数取决于应力比、不同温度等级高温后高强高性能混凝土的脆硬性。提出了高强高性能混凝土带有温度和应力比参数的Kupfer-Gerstle破坏准则公式。     

定侧压混凝土双轴压疲劳性能研究

利用大型混凝土静、动三轴试验机,完成了3种定侧压混凝土的双轴压疲劳试验.观察了试件破坏形态.将单轴压疲劳试验结果与其他试验者的结果作了比较,验证了结果的有效性.在试验基础上,分析了双轴压混凝土的疲劳特性和变形规律;建立了相应的S-N关系及考虑侧应力影响的统一疲劳方程.研究结果,为受复杂重复荷载作用的混凝土结构设计和分析提供了试验依据.     

混凝土动态双轴压缩强度准则细观研究

由于物理试验设备和条件限制，目前对混凝土动态双轴压缩强度准则的研究仅停留在低应变率范围(10^-5 s^-1～10^-2 s^-1)。针对这些强度准则在更高应变率范围内是否适用，该研究建立了细观随机骨料模型，对边长100 mm的混凝土立方体试块开展了动态双轴压缩细观模拟分析。研究了应变率和侧应力比对混凝土动态双轴压缩破坏模式及压缩强度的影响，建立了适用于更高应变率的动态强度准则。研究结论：相同侧应力比下，随应变率增大，混凝土内部损伤区域增多，动态压缩强度增大；相同应变率下，随侧应力增大，混凝土破坏模式由柱状压裂变为片状劈裂，动态压缩强度先增大后减小。现有的混凝土动态双轴压缩强度准则在应变率为10^-5 s^-1～1 s^-1时很难适用，而该研究建议的强度准则适用于更高的应变率范围，并且得到了不同物理试验的初步验证。     

自密实轻集料混凝土双轴受力力学性能

为探究自密实轻集料混凝土双轴力学性能,采用三轴试验机对其进行双轴压-压和双轴拉-压试验,得到不同工况下的应力-应变曲线及其破坏形态,通过提取应力-应变曲线峰值应力和峰值应变,并与相关文献普通混凝土与轻集料混凝土研究成果对比,分析自密实轻集料混凝土双轴力学性能。研究结果表明:双轴压-压工况下,当侧向压应力较低时,试件主要呈现剪切破坏形态;当侧向应力较高时,试件呈劈裂破坏形态。双轴拉-压工况下,试件主要呈劈拉破坏形态,与侧向应力无关。随着侧向压应力的提高,自密实轻集料混凝土主压应力相对比无侧向应力工况明显提高,峰值应力最大提高均值幅度为68.08%,主拉应力随侧向压应力的提高逐步降低,最大降低幅度为62.35%。应用Kupfer双轴受力破坏准则验证自密实轻集料混凝土受侧向应力影响变化规律较为保守,同时基于Kupfer提出自密实轻集料混凝土双轴力学性能破坏准则,所得到的破坏准则方程具有良好的适用性。      

冻融循环作用下混凝土力学性能的损失

本文在已有资料的基础上，研究经冻融循环作用后混凝土抗拉，抗压强度下降规律，认为抗拉，抗压强度的损失率与动弹性模量的损失率相关，可通过测量动弹性模量来估计混凝土的剩余强度，并且抗拉强度的损失大于抗压强度的损失，文章还对这种估计进行了讨论。     

混凝土冻融循环破坏研究进展

本文对目前混凝土冻融破坏研究新进展进行了全面综述,介绍了已有的关于冻融破坏机理的几种假说,并且对静水压理论和渗透压理论的适用条件以及合理性提出了质疑。同时论述了孔结构、饱水度、含气量和环境条件对冻融破坏的影响,国内外冻融循环试验方法和判据以及预防冻融破坏的措施。     

海水中冻融循环后的混凝土在非比例加载下的双轴受压性能研究

采用快速冻融方法,对处于模仿海水的3.5%Nacl溶液中的混凝土进行0、25、50、75次冻融循环,利用大型混凝土静、动三轴试验系统,进行了4种定侧应力等级的非比例加载下的双轴压试验,系统地探讨了有侧应力作用时,混凝土受腐蚀冻融循环后的双轴受压强度和变形特性等力学性能。在此基础上,建立了以八面体应力空间表示的腐蚀冻融循环后的混凝土在非比例加载下的双轴受压破坏准则。     

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。     

冻融条件下玄武岩纤维混凝土断裂韧度研究

该文使用数字图像相关方法实时观测三点弯试验中切口混凝土梁全场变形,分析混凝土梁断裂破坏过程中水平位移和应变的变化规律,基于切口处水平位移和应变变化规律确定起裂荷载,并研究冻融循环次数和纤维掺量对混凝土起裂韧度、失稳韧度、临界开口位移的影响,结果表明：对于C30混凝土而言,起裂韧度和失稳韧度随冻融次数的增加而减小,降幅约为0.6 MPa·m^1/2~0.80 MPa·m^1/2,两种韧度随玄武岩纤维掺量增加有小幅增加,最大增幅分别约为0.1 MPa·m^1/2和0.2 MPa·m^1/2,说明玄武岩纤维能提高C30混凝土的抗冻性,但提高程度是一定的,玄武岩纤维不能完全抑制冻融对混凝土的损伤;纤维掺量对失稳韧度的提高幅度要比起裂韧度大;起裂韧度增益比和失稳韧度增益比都随纤维掺量增加先增大后减小,两种韧度增益比均在纤维掺量为2.0 kg/m³时最大,因此,在混凝土强度等级为C30时,2.0 kg/m³可作为最佳纤维掺量;临界开口位移随冻融次数增加而增大,随纤维掺量变化效果不明显,与纤维增强作用相比冻融损伤是影响断裂过程变形性能的主要因素;最后在试验结果的基础上,建立了起裂韧度和失稳韧度随纤维掺量和冻融次数的拟合模型。     

一向侧压混凝土在不同加载速率下的受压试验及其破坏准则

本文利用大连理工大学的大型混凝土静、动三轴试验系统,完成了4种侧应力等级和4个数量级加载速率的混凝土受压试验试件共63个。系统地探讨了侧应力和不同加载速率下的受压强度规律。在此基础上,建立了相应的混凝土破坏准则。为地震区受动态双轴压作用的混凝土结构、海上混凝土采油平台等重要结构的动态分析,奠定了可靠的基础。     

混凝土双轴拉压、三轴拉压压变幅疲劳性能研究

利用大型多轴疲劳试验机,进行了拉压双轴和拉压压三轴荷载作用下混凝土两级、三级变幅疲劳试验研究,重点分析了残余应变的变化规律。试验结果表明：混凝土在拉压和拉压压加载工况下的残余应变主要与相对疲劳次数和侧压应力比有关,基本不受加载历程因素的影响。定义相对残余应变为损伤变量,建立了损伤演变方程,并进行了疲劳损伤分析和剩余疲劳寿命预测,为混凝土在多轴变幅疲劳试验研究及疲劳损伤评价提供参考。     

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。     

砌体墙的破坏准则及剪压复合作用下抗剪承载力

砌体墙在竖向压力和平面内水平剪力复合作用下的破坏准则是确定砌体抗剪承载力的重要依据。通过对比分析, 推导出基于最大主应力理论、剪摩理论、Mohr 理论和变形能理论的适合于砌体在剪压复合作用下的破坏准则。考虑到微元体与宏观墙模型的差别, 建立了相应于各种破坏准则的砌体抗剪承载力计算公式。并将公式的计算结果与收集的111 片普通粘土砖砌体墙片的试验结果进行了对比分析, 得到了常用多层砌体房屋墙的抗剪承载力计算公式。