小灣拱壩濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、混凝土材料的動(dòng)力特性研究是高拱壩抗震研究中的一個(gè)重要內(nèi)容。試驗(yàn)研究最好采用全級(jí)配混凝土試件，然而全級(jí)配混凝土試件無(wú)論在其澆筑還是試驗(yàn)階段都具有較高要求，不易進(jìn)行大批量試驗(yàn)。目前，工程上常用方法是進(jìn)行小尺寸的濕篩混凝土彎拉試驗(yàn)。顯然，兩者之間存在一定的相關(guān)性，但其定量關(guān)系至今仍是一個(gè)尚未解決好的難題，本文對(duì)此進(jìn)行研究，具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。 本文受國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“西部高拱壩抗震安全前沿性基礎(chǔ)科學(xué)問

2、題研究”(90510017)和水利部公益性項(xiàng)目(200701004)資助，依托實(shí)際工程(小灣拱壩)，在本課題組前期全級(jí)配混凝土試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)39個(gè)采用小灣拱壩實(shí)際原材料的濕篩混凝土試件進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性試驗(yàn)研究，得到濕篩混凝土在各種工況下的試驗(yàn)結(jié)果，然后對(duì)小灣拱壩全級(jí)配混凝土和濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析兩者的相關(guān)性，同時(shí)還研究了濕篩混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉聲發(fā)射特性。 主要內(nèi)容為：(1)研究了不同加載速率

3、下(應(yīng)變率1×10<'-6>s<'-1>、1×10<'-5> s<'-1>、1×10<'-4>s<'-1>、1×10<'-3>s<'-1>)濕篩混凝土試件靜動(dòng)態(tài)彎拉特性；(2)研究了不同的初始靜載(0％、40％、80％、90％)和動(dòng)態(tài)加載方式(沖擊波、變幅三角波)下濕篩混凝土試件靜動(dòng)態(tài)彎拉特性；(3)研究了不同干濕條件下的濕篩混凝土靜動(dòng)態(tài)彎拉特性；(4)進(jìn)行了全級(jí)配混凝土和濕篩混凝土靜動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性比較研究；(5)采用先進(jìn)的聲發(fā)射技術(shù)

4、研究濕篩混凝土的靜動(dòng)態(tài)損傷過程，并根據(jù)聲發(fā)射參數(shù)特性分析混凝土的破壞機(jī)理。 主要結(jié)論為： (1)試驗(yàn)獲得了不同工況下濕篩混凝土靜動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、極限彎拉應(yīng)變的變化規(guī)律。應(yīng)變率在1×10<'-6>s<'-1>～1×10<'-3>s<'-1>范圍內(nèi)，濕篩混凝土的強(qiáng)度、彈性模量隨著應(yīng)變率的提高而提高，而彈性階段泊松比基本在0.2左右。 (2)合適比例的初始靜載對(duì)濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度提高有利，當(dāng)超過其上

5、限(沖擊波加載為80％初始靜態(tài)極限荷載，三角波加載為40％初始靜態(tài)極限荷載)后變?yōu)椴焕?(3)同干態(tài)相比，濕態(tài)濕篩混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度增加9％，動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度則基本相等。潮濕環(huán)境對(duì)濕篩混凝土抗拉有利。 (4)濕篩混凝土與全級(jí)配混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度比值為1.36，靜態(tài)彈性模量比值為1.07，動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度比值為1.63，動(dòng)態(tài)彈性模量比值為1.11。 (5)長(zhǎng)短齡期全級(jí)配混凝土的強(qiáng)度換算系數(shù)為1.26。通過該系數(shù)將長(zhǎng)齡