泡沫混凝土单轴受压本构关系试验研究

基于对泡沫混凝土材料性能及其影响因素的研究,采用普通硅酸盐水泥制备泡沫混凝土棱柱体试件,进行单轴受压试验,分析试件的破坏形态及其力学性能;分别拟合密度800,1000,1200,1600(kg/m~3)的泡沫混凝土单轴受压应力-应变曲线,并将上述4条曲线拟合为泡沫混凝土单轴受压应力-应变全曲线,确定其本构方程,为有限元分析和计算提供依据。     

高强橡胶混凝土单轴受压本构关系的试验研究

对高强橡胶混凝土进行了单轴受压试验,得到了不同掺量、不同胶粉粒径的高强橡胶混凝土的应力-应变曲线。分析了胶粉掺量及粒径对高强橡胶混凝土本构曲线的影响,提出了高强橡胶混凝土轴心抗压强度的计算公式。根据实测的应力-应变曲线特点,提出了包含上升段本构参数A和下降段本构参数α的高强橡胶混凝土单轴受压本构方程。研究发现,A和α随着胶粉掺量的增加而减小,胶粉的粒径对参数A和α影响不明显,给出了参数A和α的计算公式。     

应变率下混凝土单轴受压本构关系试验研究

通过试验对混凝土的动态性能进行了研究,分析了考虑应变率下混凝土单轴受压本构关系,得出五种混凝土在不同加载速率下的抗压强度、峰值应变、弹性模量的提高百分比。     

低强橡胶混凝土单轴受压本构关系的试验研究

对低强橡胶混凝土进行了单轴压缩试验,研究了橡胶掺量和橡胶粒径对混凝土轴心抗压强度的影响,提出了橡胶混凝土强度计算公式.根据实测的应力-应变曲线特点提出了以A为本构参数的单轴受压本构方程.研究发现,A随着橡胶掺量的增加而减小,随着橡胶粒径的减小而减小.最后给出了A的计算公式.     

水玻璃强化再生混凝土单轴受压本构关系

再生混凝土本构关系的研究是进行再生混凝土结构抗震设计的关键.采用水玻璃浸泡强化再生粗骨料(RCA),制备不同再生粗骨料取代率的再生混凝土,进行立方体抗压强度及单轴受压试验,与天然骨料混凝土(NAC)对比,探讨了水玻璃强化方法和再生粗骨料取代率对混凝土力学性能的影响.结果表明:水玻璃强化方法降低了再生粗骨料的吸水率和压碎指标;强化后的再生粗骨料混凝土应力应变曲线具有更高的弹性模量和峰值应力,但仍低于天然骨料混凝土;水玻璃强化再生粗骨料混凝土的峰值应变呈现先增加后减少趋势;再生混凝土的泊松比保持稳定,应力应变曲线与天然混凝土相似.通过回归分析,提出不同取代率下水玻璃强化再生粗骨料混凝土受压本构方程,方程与试验结果吻合较好.     

再生大骨料混凝土单轴受压本构关系

对4组不同堆石取代率的再生大粒径骨料(粒径为80~150mm)自密实混凝土进行了单轴受压试验,测得其承载力,并绘制应力-应变曲线.研究结果表明,再生大骨料自密实混凝土棱柱体轴心受压应力-应变关系曲线基本接近直线,其比例极限和强度极限接近,只有微小的塑性变形,破坏呈突发式纵向破坏.     

高韧性PVA FRCC单轴受压力学性能及本构关系

通过单轴受压强度和变形特性试验,研究了聚乙烯醇（PVA）纤维体积掺量、粉煤灰及硅灰掺量对高韧性PVA纤维增强水泥基复合材料（PVA FRCC）受压性能的影响;依据测得的抗压强度、弹性模量、泊松比以及单轴受压应力应变全曲线,分别建立了立方体抗压强度与轴心抗压强度以及弹性模量的关系式;利用扫描电镜技术,对高韧性PVA FRCC的微观结构进行了初步研究;基于实测应力应变曲线的特点,提出了单轴受压本构方程,为高韧性PVA FRCC结构非线性有限元分析及结构设计提供了理论依据.     

PVA-ECC单轴抗压试验及本构关系

通过对6组不同配合比立方体试件进行单轴抗压试验,研究了高韧性聚乙烯醇水泥基复合材料(PVA-ECC)的抗压性能和抗压强度尺寸效应,测得了材料的单轴抗压强度和抗压应力-应变曲线。试验结果表明,PVA-ECC抗压强度存在明显的尺寸效应,抗压强度随着尺寸边长的增大而减小。根据实测的应力-应变曲线,提出了单轴受压本构模型,为PVA-ECC结构非线性有限元分析及结构设计提供了理论依据。     

碳化混凝土受压本构关系试验研究

通过对混凝土试件碳化试验结果的分析,拟合出碳化后混凝土的受压应力-应变曲线,分析其曲线参数取值及有关特征值的变化关系,供有关工程结构可靠性评估及试验研究参考。     

三维编织钢纤维增强混凝土单轴受压本构方程

三维编织钢纤维增强混凝土(3-D braided steel fiber reinforced concrete,3D-BSFC)是用新工艺研制出的一种纤维三维定向增强混凝土。采用YAW-3000A型伺服式万能试验机对3D-BSFC进行了单轴压缩试验,得到了不同3D-BSFC试件的应力应变全曲线。分析了钢纤维掺量对抗压强度,弹性模量,韧度的影响。经拟合给出了其应力-应变全曲线方程,与试验结果符合较好。分析表明本构方程中参数k1越小,抗压强度fc越大,弹性模量E0越大。k2越小,曲线下降段越平缓。     

OpenSees混凝土单轴本构关系二次开发

由于其强大的非线性分析功能,OpenSees越来越广泛地被应用于结构的非线性分析当中。混凝土本构模型是钢筋混凝土结构非线性分析的基础。详细介绍了在OpenSees中添加新单轴材料本构的基本原理。Mander模型是应用最为广泛的箍筋约束混凝土本构模型之一,但OpenSees中尚未集成Mander模型。以Mander模型为例,介绍了箍筋约束混凝土单轴滞回本构关系的开发过程,并成功地将其集成到OpenSees中。最后用三个算例验证了新添加本构关系的实用性。     

高温后再生混凝土三轴受压本构关系

对高温后再生混凝土圆柱体试件(Ф100×200mm)进行了常规三轴加载试验,获得了高温后再生混凝土应力-应变全过程曲线,拟合了高温后再生混凝土三轴受压本构方程.结果表明:在单向应力下,高温后再生混凝土应力-应变全过程曲线有比较明显的尖峰.随着侧向围压的增加,高温后再生混凝土应力-应变全过程曲线逐渐变得平缓和丰满.高温后再生混凝土三轴受压本构关系曲线变化趋势与普通混凝土类似.所拟合出的高温后再生混凝土三轴受压本构方程能较好拟合试验结果.     

人工冻结黏土单轴蠕变本构关系研究

通过对黏土进行重塑,在不同温度与应力的条件下对其进行单轴蠕变试验并获得应变与时间的关系曲线;再对常用元件模型进行添加删除元件,组合出适用于工程实践的模型,由此推出应变与时间的对应函数;最后,在origin中对试验曲线进行拟合。拟合结果表明:所得函数能够较好地反映试验结果,可用于工程实践。     

砌体受压本构关系模型

通过一个细观模型,从细观层次上分析了砌体在单调受压荷载作用下的损伤破坏机制,解释砌体受压应力-应变关系的非线性和应变软化,根据单元体平衡条件,建立了砌体单调轴心受压时的损伤本构关系模型,基于细观单元体强度分布特征确定损伤演化,利用应力-应变曲线特征条件和标准试件强度值确定模型参数,分析得出应力-应变关系仅与砌体的峰值点割线弹性模量与原点切线弹性模量有关,该式能反映砌体受压试验所表现的特征,与已有受压结果吻合良好。     

基于能量的混凝土单轴受压塑性损伤本构模型

基于不可逆热力学理论及连续介质损伤力学理论,考虑材料的塑性变形与损伤变量之间的耦合关系,认为混凝土材料的塑性Helmholtz自由能与弹性Helmholtz自由能间存在某种内变量函数关系,以此重新定义损伤能量释放率的表达式,并给出内变量函数的具体表达式。参考Weibull分布曲线的形状,建立了损伤能量释放率与损伤变量的关系,推导单轴受压混凝土的损伤演化方程。根据混凝土材料单轴受压下的塑性特征,给出材料塑性变形关系的经验公式,从而建立完整的单轴受压混凝土的塑性损伤本构模型。通过与混凝土的单轴受压试验结果进行对比分析,验证所建模型的有效性,结果表明所建模型能较真实地反映混凝土的非线性行为和损伤演化过程。     

基于损伤理论的腐蚀混凝土单轴受压本构模型

通过检测有机物和微生物、强酸、无机盐对混凝土的腐蚀作用的试验,研究受腐蚀混凝土的单轴受压本构关系变化规律。引入了混凝土随腐蚀介质和时间变化的参数,结合基于损伤理论的混凝土本构模型,通过对实验数据的拟合提出了腐蚀混凝土单轴受压本构模型。并利用该模型对腐蚀构件进行有限元分析,证明其优于普通混凝土本构模型。     

钢纤维对混凝土单轴受压损伤本构模型的影响

基于Weibull统计分布理论和等效应变假设,推导出纤维混凝土(SFRC)受压损伤本构模型.为更好地描述钢纤维对混凝土受压损伤的影响,模型中引入考虑纤维体积分数与纤维几何特征的纤维因子.结合纤维混凝土单轴受压试验数据,对模型中的参数进行修正,并将修正后的理论曲线与试验曲线进行比较.为验证模型的有效性,分别选取压应变为1.5εpk,2.0εpk处的压应力试验值与预测值进行对比.结果表明:理论曲线与试验曲线吻合较好,该模型在压应变为0~1.5εpk时可有效地描述单轴受压状态下纤维混凝土的损伤扩展过程以及纤维对峰值应力后的混凝土受压性能的改善作用.     

钢纤维混凝土单轴受压试验研究

采用WAW-2000型微机控制电液伺服万能试验机对钢纤维体积率（Vf）为0%～3%、基体强度等级为C50的钢纤维混凝土（SFRC）进行单轴受压试验,完整地测出了基体混凝土和SFRC应力-应变全曲线.试验结果表明,随Vf的增加,SFRC抗压强度仅仅有着小幅度的增长,韧性则增长幅度较大;SFRC的弹性模量和泊松比均是不敏感的材料参数,前者随材料抗压强度的提高而缓慢增加,后者随Vf的加大而略有减小;从最终破坏形态看,混凝土基体为柱状压坏,SFRC主要为剪切破坏.     

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。     

高强混凝土单轴动态抗压本构关系

通过对高强混凝土动态抗压试验结果进行详细分析,引入应变速率因子,结合静态本构模型,建立高强混凝土单轴动态抗压本构关系模型.并用试验所得的数据对得到的模型进行验证,结果表明文中所建模型的准确性与科学性,为研究其它混凝土动态本构关系奠定了基础.