凍融環(huán)境下混凝土力學(xué)行為及結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、地處寒冷地區(qū)的水工、海工、橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)常常發(fā)生凍融損傷，造成既有混凝土結(jié)構(gòu)材料、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)動(dòng)力行為和地震災(zāi)變機(jī)理發(fā)生改變。本文采用試驗(yàn)研究、理論分析及其相結(jié)合的研究手段，圍繞凍融損傷后混凝土材料動(dòng)力本構(gòu)、混凝土與鋼筋粘結(jié)行為、鋼筋混凝土構(gòu)件抗震性能等問題進(jìn)行試驗(yàn)研究和理論分析。具體研究工作如下：
　　1．通過四批次共108個(gè)100mm×100mm×300mm試件的凍融循環(huán)試驗(yàn)及其單調(diào)與重復(fù)荷載試驗(yàn)，研究了單調(diào)與重復(fù)荷載作用下凍

2、融損傷混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線的變化規(guī)律，探討了凍融循環(huán)次數(shù)、混凝土強(qiáng)度變化、引氣與否對(duì)相應(yīng)力學(xué)指標(biāo)的影響規(guī)律。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立混凝土基于Weibull統(tǒng)計(jì)分布理論的凍融損傷隨機(jī)本構(gòu)模型。
　　2．通過三批次共108個(gè)鋼筋與混凝土短埋試件的凍融循環(huán)試驗(yàn)和中心拔出試驗(yàn)，測試了單調(diào)與反復(fù)荷載作用下不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)、不同凍融循環(huán)次數(shù)的鋼筋與混凝土試件的粘結(jié)-滑移曲線，探討了凍融循環(huán)次數(shù)、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋外形對(duì)鋼筋與混凝土粘結(jié)-

3、滑移曲線的影響。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建立了鋼筋與混凝土單調(diào)和反復(fù)荷載作用下的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系，并給出模型相關(guān)參數(shù)的確定方法。
　　3．通過四批次8根200mm×200mm×1180mm鋼筋混凝土柱的凍融循環(huán)試驗(yàn)和低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，研究了凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)不同軸壓比鋼筋混凝土柱抗震性能的影響，探討了凍融循環(huán)次數(shù)與鋼筋混凝土柱滯回性能之間的關(guān)系，揭示了低周反復(fù)荷載作用下凍融循環(huán)次數(shù)與鋼筋混凝土柱骨架曲線參數(shù)、延性、耗能能力、剛度退化之間

4、的關(guān)系。
　　4．以凍融前后的相對(duì)抗壓強(qiáng)度“cdf/fc”作為基本變量，通過對(duì)本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)和已有研究成果數(shù)據(jù)的回歸分析，給出了混凝土受壓、受拉本構(gòu)模型相關(guān)參數(shù)
　　的確定方法，運(yùn)用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)凍融損傷后的鋼筋混凝土構(gòu)件柱進(jìn)行數(shù)值模擬分析工作。
　　5．在低周反復(fù)荷載試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了凍融損傷鋼筋混凝土柱“指向定點(diǎn)”的剛度退化三線型恢復(fù)力模型，并給出模型骨架曲線特征點(diǎn)的確定方法，提出卸載及其再加載的計(jì)算