基于環(huán)境與荷載因素的混凝土率效應(yīng)及破壞機(jī)理試驗(yàn)研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和延性會(huì)受到加載速率的變化而產(chǎn)生顯著影響，因而混凝土率效應(yīng)特性和破壞機(jī)理也成為抗震安全評(píng)價(jià)中的關(guān)鍵性因素之一。本文在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)混凝土材料的率效應(yīng)及其發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。利用三軸儀對(duì)混凝土在水飽和狀態(tài)、有加載歷史和雙向受壓狀態(tài)下進(jìn)行了動(dòng)態(tài)抗壓試驗(yàn)，對(duì)CT圖像進(jìn)行了破壞機(jī)理分析，累計(jì)完成247個(gè)試件的加載試驗(yàn)，共獲取168組有效數(shù)據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 第一，研究了水環(huán)境對(duì)混凝土率效應(yīng)特性的影

2、響。對(duì)大氣自然濕度狀態(tài)下的混凝土和水飽和混凝土在10-5/s、5×10-5/s、10-4/S、5×10-4/S應(yīng)變速率下進(jìn)行單軸抗壓試驗(yàn)與4MPa、8MPa兩種圍壓下的常三軸抗壓試驗(yàn)，分析了在不同應(yīng)變速率、不同圍壓下大氣自然濕度狀態(tài)和水飽和狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度、變形特性及彈性模量等物理力學(xué)參數(shù)及性能的變化特性，并就水介質(zhì)對(duì)混凝土率效應(yīng)特性的影響程度與規(guī)律給出了明確結(jié)論，建立了三軸強(qiáng)度率效應(yīng)經(jīng)驗(yàn)公式。
　　 第二，研究了不同荷載類(lèi)型

3、與加載歷史對(duì)混凝土率效應(yīng)特性的影響。對(duì)預(yù)靜載歷史和預(yù)循環(huán)加載歷史的混凝土試件在不同應(yīng)變速率下進(jìn)行單軸抗壓試驗(yàn)，對(duì)比分析在不同預(yù)靜載加載歷史、預(yù)循環(huán)加載歷史和應(yīng)變速率下混凝土的峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變以及彈性模量等的變化規(guī)律。在高應(yīng)變速率(10-3/s)作用下，加載歷史對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響作用減弱，當(dāng)預(yù)靜態(tài)加載歷史幅值為60％的極限抗壓強(qiáng)度時(shí)彈性模量達(dá)到最大值。在低應(yīng)變速率(10-5/s)作用下，循環(huán)加載歷史對(duì)混凝土強(qiáng)度的劣化更加明顯。
　

4、　 第三，研究了單雙向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的率效應(yīng)特性。對(duì)大尺度混凝土試件進(jìn)行了10-5/s、10-4/S和10-3/s應(yīng)變速率下單軸壓縮試驗(yàn)和在一向側(cè)應(yīng)力為0MPa、2.8MPa、5.6MPa、8.3MPa下的雙軸壓縮試驗(yàn)，對(duì)比并分析了混凝土的單軸受壓和混凝土在不同側(cè)應(yīng)力下強(qiáng)度、變形特性以及彈性模量等力學(xué)性能，對(duì)其變化規(guī)律給出明確結(jié)論。
　　 第四，基于CT圖像分析了混凝土的破壞機(jī)理。通過(guò)CT實(shí)時(shí)對(duì)混凝土試件橫斷面在不同加載階段