有壓水對(duì)混凝土孔隙水壓及其動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的影響研究.pdf

1、混凝土材料是多相復(fù)合材料，其組成成分復(fù)雜多變，材料特性表現(xiàn)出較大離散性。其工作的環(huán)境更是能夠較為嚴(yán)重的影響其力學(xué)性能，水環(huán)境中與大氣環(huán)境中的力學(xué)性能相差甚遠(yuǎn)。現(xiàn)有的數(shù)值計(jì)算理論是建立在大氣環(huán)境中的靜態(tài)強(qiáng)度理論之上，以此進(jìn)行水環(huán)境中的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)顯然是不合理的。本文作為國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《基于不同水環(huán)境的混凝土動(dòng)態(tài)性能研究》（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)51279092）的一部分，展開(kāi)了對(duì)不同圍壓作用下混凝土內(nèi)部孔隙水壓試驗(yàn)研究以及不同初始孔隙水壓對(duì)混凝

2、土動(dòng)態(tài)力學(xué)特性試驗(yàn)研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴澆筑了300、600mm和150、300mm的C30混凝土圓柱體試件，以此作為本文研究對(duì)象。⑵對(duì)尺寸為300、600mm的混凝土試件進(jìn)行了不同水壓作用下混凝土內(nèi)部孔隙水壓試驗(yàn)，圍壓的變化從0~0.875MPa，變化步長(zhǎng)為0.05MPa；同時(shí)對(duì)試件尺寸為、150、300mm的混凝土進(jìn)行了不同初始孔隙水壓下（0、2、5和10MPa），不同應(yīng)變速率（10-5~10-2/s）下混凝土常三

3、軸受壓試驗(yàn)。⑶通過(guò)不同水壓下混凝土內(nèi)部孔隙水壓試驗(yàn)研究，依據(jù)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，分析了混凝土內(nèi)部孔隙水壓力隨時(shí)間和施加圍壓的變化規(guī)律。圍壓作用下，混凝土內(nèi)部孔隙水壓的變化規(guī)律可分為三個(gè)階段：迅速變化、緩慢變化和趨于穩(wěn)定階段。⑷依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用ANSYS有限元軟件對(duì)不同水壓下混凝土內(nèi)部孔隙水壓試驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行了試驗(yàn)過(guò)程反演模擬，并于試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。反演所得混凝土內(nèi)部孔隙水壓力變化與試驗(yàn)所得孔隙水壓變化過(guò)程基本一致，同時(shí)得到了混凝土滲

4、透系數(shù)。⑸基于上述研究成果，開(kāi)展了不同初始孔隙水壓下，混凝土常三軸動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)研究，分析了不同應(yīng)變速率，不同初始孔隙水壓下的混凝土峰值應(yīng)力的變化規(guī)律，并對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，應(yīng)變速率改變了孔隙水壓力對(duì)混凝土的作用機(jī)理；與無(wú)初始孔隙水壓飽和混凝土相比，有初始孔隙水壓飽和混凝土的峰值應(yīng)力速率效應(yīng)出現(xiàn)較大的提高；高孔隙水壓（10MPa）在一定程度上反而降低了混凝土峰值應(yīng)力的率敏感性。⑹依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于Weibull統(tǒng)計(jì)理論模型構(gòu)