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引气混凝土冻融循环后多轴强度的试验研究

商怀帅  
【摘要】:抗冻性是衡量混凝土材料耐久性的重要指标。国内外关于抗冻性方面的试验研究,大多数是针对相对动弹模、质量损失以及单轴力学性能展开的,而实际工程中的混凝土建筑物,绝大多数均处于复杂应力状态。本文结合国家自然科学基金《冻融条件下混凝土的多轴强度和破坏准则》(50479059),对不引气普通混凝土和引气混凝土分别进行了不同冻融循环次数作用,然后对冻融循环前后的普通混凝土进行了单轴及双轴变形和强度试验研究,对冻融循环前后的引气混凝土进行了单轴与多轴强度试验研究及理论分析。具体工作如下: (1)对不同冻融循环次数作用后的普通混凝土与引气混凝土的表面形态进行观察、分析,并对其进行了电镜扫描,观察了其微观形态。 (2)对不同水灰比的普通混凝土试件进行了不同冻融循环次数作用后的动弹性模量、质量损失、单轴压、单轴拉、抗折强度、劈拉强度及超声波速度的测试,系统讨论了冻融循环次数对普通混凝土力学性能的影响规律,分析了质量损失以及强度变化与动弹性模量变化之间的关系,给出了不同冻融循环次数作用后,普通混凝土的单轴压、单轴拉应力—应变曲线。 (3)对不同设计强度等级的引气凝土试件进行了常态和冻融循环作用后的单轴立方体抗压、轴心抗压强度试验,观察了试件破坏形态,分析了引气混凝土强度降低幅度与冻融循环次数的关系,对C30引气混凝土还进行了单轴拉、劈拉、动弹性模量、质量损失以及超声波速度变化的测试。 (4)对不同水灰比的普通混凝土试件进行了常态和冻融循环作用后的双轴压试验研究,观察了试件的破坏形态,给出了不同冻融循环次数后普通混凝土双轴压应力状态的强度包络线;分析了双轴压强度、峰值应变与冻融循环次数以及应力比的关系,在主应力空间建立了冻融循环作用后普通混凝土的双轴压破坏准则,并给出了同时考虑应力比及冻融循环次数影响的破坏准则;给出了不同冻融循环次数作用后普通混凝土的双轴压应力—应变曲线;同时建立了不同冻融循环次数作用下基于损伤理论并考虑应力比影响的双轴压本构模型。 (5)对经过不同冻融循环次数作用后的C30引气混凝土试件进行了双轴压、双轴拉—压荷载作用下的强度试验研究,根据试验结果分析了极限抗压、抗拉强度随冻融循环次数和应力比的变化规律。在主应力空间,建立了不同冻融循环次数作用后考虑应力比影响的双轴破坏准则;对于双轴压,建立了同时考虑应力比及冻融循环次数影响的破坏准则,对于双轴拉—压,建立了八面体应力空间的破坏准则。


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