水泥加固黏土强度及应力-应变全曲线特征研究

以南昌地区典型粉质黏土为研究对象,通过正交试验和极差分析,探究水泥掺量、土样含水率和养护龄期对水泥土强度的影响,分析不同配比水泥土的破坏模式。结果表明,水泥掺量由2%增至8%时,水泥土分别为塑性破坏和双剪压破坏,水泥掺量超过11%时,水泥土呈明显的脆性破坏;水泥加固黏土时存在界限含水率,试样含水率高于界限含水率时,明显弱化水泥掺量对水泥土的抗压强度及应力-应变曲线的影响。根据水泥土应力-应变曲线的演变特征,提出水泥土的单轴应力-应变全曲线方程,通过理论值与试验结果对比,验证了其可靠性。

超高韧性水泥基复合材料单轴受压应力-应变全曲线试验测定与分析

对13组共273个试件进行抗压试验,研究超高韧性水泥基复合材料的抗压性能,测得材料的抗压强度、弹性模量、泊松比以及棱柱体单轴抗压应力-应变全曲线,并与相应基体的抗压性能进行对比分析。根据试验结果得出不同尺寸立方体抗压强度的关系、立方体抗压强度与棱柱体抗压强度的关系、弹性模量和抗压强度的关系。根据实测棱柱体抗压应力-应变全曲线,针对构件的正截面承载力计算和结构的非线性分析,分别提出相应的计算模型。研究成果可为超高韧性水泥基复合材料在实际工程中的应用提供材性依据和理论模型。

微粒混凝土受压应力应变全曲线试验研究

采用一种特制的刚性辅助装置,进行了微粒混凝土和普通混凝土的应力应变全曲线试验研究,得到一系列应力应变曲线。对微粒混凝土和普通混凝土的立方体抗压强度与棱柱体抗压强度的关系、棱柱体抗压强度与峰值应力所对应应变的关系及棱柱体抗压强度与初始弹性模量的关系进行了分析,虽然微粒混凝土的力学性能与普通混凝土的力学性能存在一定的差别,但主要力学性能还是相似的,在模型试验中微粒混凝土是可以用来代替普通混凝土进行结构试验的。同时也验证了刚性辅助装置在测量微粒混凝土和普通混凝土的应力应变全曲线时的有效性。

油松根系抗拉应力与应变全曲线试验研究

为探索林木根系固土力学机制,以黄土高原主要树种油松为研究对象,对其根系进行单根拉伸试验。应力与应变全曲线的理论分析和比较表明:在根系受拉后的初期阶段,荷载、应力、伸长、应变都是按比例增加,应力、应变呈直线关系。当加载超过弹性极限后,随着拉力的继续增加,根系发生塑性变形,应力与应变关系逐渐偏离直线,反映出高度非线性弹性特征。试验表明:油松根系抗拉强度与抗拉弹性模量存在极密切的相关性。根据试验结果提出根系受拉应力与应变全曲线统一数学表达式,其理论曲线与试验曲线吻合较好。

混合骨料混凝土应力-应变全曲线的研究

研究了页岩陶粒与碎石按不同体积比混合配制的各组混凝土,在不同龄期时的应力-应变全曲线,并经过无量纲化处理分析。结果表明,混合骨料混凝土的应力-应变全曲线方程宜采用分段曲线的形式,其中上升段可采用与现行规范中普通混凝土相同的形式,但系数不同。对于同水灰比的各组混凝土,随陶粒掺量的增加,混凝土峰值应力几乎呈线性趋势降低,而其峰值应变则变化不大;随龄期的增长,峰值应力均增长,而峰值应变却有所降低。

结构轻骨料混凝土的应力-应变全曲线

测定了采用高强轻骨料配制的强度等级LC30～LC55的结构轻骨料混凝土(LWAC)的应力-应变全曲线。该强度范围的LWAC应力-应变全曲线的方程可采用与现行设计规范中普通混凝土相同的形式,但其中系数不同;实验与拟合结果吻合良好。LWAC应力-应变全曲线的峰值应力与峰值应变、收敛点应力和拐点应力都有良好的线性关系,峰值应变为(2 01～2 93)×103με。在同等峰值应力情况下,结构轻骨料混凝土的峰值应变比普通混凝土的约大600με。

掺超细粉煤灰高性能混凝土应力-应变全曲线试验研究

对5组132块C60～C80掺超细粉煤灰高性能混凝土试件和2组33块C50～C60普通混凝土试件进行单轴受压试验,测得了其应力应变全曲线并进行了理论分析和比较.给出了掺超细粉煤灰高性能混凝土棱柱体强度、峰值应变、弹性模量与立方体强度的关系,并与普通混凝土进行了对比.掺超细粉煤灰高性能混凝土应力应变全曲线与普通高强混凝土相似;给出了适用于不同强度等级粉煤灰高性能混凝土的受压应力应变全曲线统一数学表达式,其理论曲线与试验曲线吻合较好.

再生混凝土应力-应变全曲线试验研究

制作了26个100mm×100mm×300mm用于应力-应变试验的棱柱体试件(11个用于测试应力应变曲线,15个用于测试弹性模量),研究再生混凝土弹性模量及应力-应变全曲线随取代率的变化关系,提出再生混凝土应力-应变全曲线宜采用两段式表达,其方程与常规普通混凝土类似,但系数不同。

三峡三级配混凝土轴向拉伸应力-变形全曲线

采用自行组装的轴向拉伸装置成功地测得三峡三级配混凝土轴向拉伸应力变形全曲线 (试件截面尺寸为 2 5 0mm× 2 5 0mm) ,并根据实测资料进行数学拟合 ,建立了形式较为简单、参数求解方便、具有工程实用价值的数学表达式 .

混凝土单轴受压动力全曲线试验研究

采用MTS 815.04岩石力学试验机对混凝土单轴受压动力本构关系进行系统试验研究.考虑五种不同加载速度,在位移和应变率双重控制下,得到动力加载条件下单轴受压应力应变全曲线.根据试件的破坏特点,讨论动力加载与静载条件下试件破坏形态的区别,分析峰值应力、峰值应变以及弹性模量等力学参数的应变率效应,并与已有试验结果进行对比.结果表明:本次试验得到的结果揭示了混凝土在单轴受压条件下动力加载全过程的非线性性能,为正确理解混凝土在动力加载条件下的破坏机理提供试验依据.

超低温冻融循环后混凝土应力～应变全曲线试验研究

通过对21个混凝土棱柱体试件进行冻融循环后的应力~应变全曲线试验,分析比较了不同温度和冻融循环次数对混凝土应力~应变全曲线的影响。试验研究表明:(1)超低温冻融循环后混凝土峰值应力降低,峰值应变随冻融循环次数的增加而增大;(2)在相同冻融循环次数条件下,冻融温度越低,相应的下降段曲线下降越缓慢;(3)在其他条件相同的情况下,冻融循环次数是影响不同冻融温度之间差异是否明显的主要因素。通过非线性拟合得到了受超低温冻融循环作用的混凝土应力~应变理论曲线,研究成果可为混凝土材料非线性分析提供参考。

受冻融环境混凝土的应力-应变全曲线试验研究

为研究受冻融循环作用的混凝土受压应力-应变关系,按照GBJ 82—85规定的快速冻融试验方法,对3批共85个尺寸为100 mm×100 mm×300 mm的混凝土棱柱体试件进行了冻融循环,试件的变化参数为混凝土立方体抗压强度和冻融循环次数;然后对试件进行了单轴抗压破坏试验。结果表明:随着冻融循环次数增加,混凝土的受压应力-应变曲线渐趋扁平,峰值应力降低,峰值应变增大;冻融循环次数相同时,混凝土立方体抗压强度高的试件,其峰值应力降低程度和峰值应变增大程度小于混凝土强度低的试件。回归试验结果,提出了适用于立方体抗压强度为30～50 MPa的受冻融循环作用混凝土的应力-应变全曲线方程及确定其参数的公式。

基于Copula理论的混凝土受压本构全曲线参数相关性研究

混凝土本构关系全曲线是混凝土结构在地震作用下的非线性行为乃至倒塌全过程分析的关键基础。然而,现有试验方法一般仅给出强度和弹性模量2个参数、且不能合理刻画基本参数之间的相关性,不足以确立混凝土本构关系全曲线。文章基于混凝土损伤本构模型,利用混凝土受压本构关系全曲线试验数据,采用最佳平方逼近准则和遗传算法,对混凝土的抗压强度、峰值应变、弹性模量和下降段参数进行识别。进而,对这些参数的边缘分布和参数间的相关性进行研究。通过拟合优度检验,给出最优边缘分布和Copula相关结构模型。在此基础上,采用条件抽样法生成具有相关性的参数样本,由此生成计算本构全曲线。对比研究表明,只有合理地考虑混凝土参数间的相关性,才能获得均值和标准差均与试验结果符合较好的混凝土本构关系全曲线样本。文章的研究工作以期为混凝土结构非线性分析提供合理基础。

砂浆试样单轴受压应力-应变全曲线试验研究

通过不同砂率砂浆试样的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析砂率对砂浆试样应力-应变全曲线形状和砂浆试样破坏形态、抗压强度、峰值及极限应变的影响。结果表明:砂浆试样应力-应变全曲线由上升段和下降段组成,根据下降段曲线斜率符号的不同,下降段曲线又分为I类行为和II类行为;不同砂率试样的破坏形态存在差异,随着砂率的提高,破坏形态按劈裂破坏、多个共轭斜面的剪切破坏、单斜截面剪切破坏的规律变化。采用3次多项式,拟合了砂浆试样抗压强度与砂率之间的函数关系;采用2次多项式和乘幂方程式分别对曲线上升段和下降段拟合,拟合结果与试验点吻合较好。

确定混凝土受拉应力—应变全曲线的一种新型试验方法

针对目前混凝土受拉应力—应变全曲线下降段获取方法不足的问题,从试件构制改进出发,提出了阻断钢筋的概念及一种新的试验方法,并通过试验获得了混凝土受拉应力应变全曲线,验证了该方法的可行性。

混凝土单轴直接拉伸应力-应变全曲线试验方法

在参阅国内外大量文献资料的基础上,对混凝土单轴直接拉伸应力-应变全曲线的试验条件进行了评述,对拉伸应力-应变全曲线不同试验方法的优缺点进行了分析.

高强再生混凝土应力-应变全曲线试验研究

再生混凝土的本构关系是再生混凝土结构抗震设计与计算的关键问题之一,本构关系确定的试验依据是应力-应变全曲线,但是目前亟待研究的高强再生混凝土应力-应变全曲线的试验很少。为研究高强再生混凝土单轴受压应力-应变本构关系,制备了水胶比为0.32的再生混凝土,试件进行了16个100×100×300mm再生混凝土棱柱体试块的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析了再生粗骨料置换率对高强再生混凝土应力-应变本构关系的影响。试验表明:高强再生混凝土应力-应变全曲线下降段脆性明显,再生粗骨料掺量较低时会出现应力台阶;随着再生粗骨料置换率增大,高强再生混凝土强度、弹性模量呈下降趋势,峰值应变小幅度增大,极限应变先增大后减小;拟合了试验所得应力-应变全曲线,效果较好。

硫酸盐腐蚀后混凝土单轴受压应力应变全曲线

测定了硫酸盐侵蚀混凝土在不同腐蚀时期的应力应变全曲线,受腐蚀后混凝土应力应变全曲线方程仍可采用现行设计规范中建议的方程进行拟合,拟合结果吻合较好,但其中的系数和特征点数值有所不同。经过分析发现受腐蚀后混凝土峰值应变与峰值应力的开方,拐点处和收敛点处应力与峰值应力有良好的线性相关性。

冻融环境下约束混凝土应力-应变全曲线试验研究

为研究冻融环境下箍筋约束混凝土应力-应变关系,按照GBJ82-85规定的快速冻融试验方法,对2批共54个尺寸为150mm×150mm×450mm、配箍特征值分别为0.317和0.145的混凝土棱柱体试件进行冻融循环;对其中46个试件进行轴心抗压破坏试验,得到试验应力-应变全过程曲线。试验发现:随着冻融次数的增加,约束混凝土的受压应力-应变全曲线渐趋扁平,峰值应力呈线性降低,峰值应变增加。冻融循环次数相同时,混凝土强度高的试件,其峰值应力降低的程度和峰值应变增大的程度小于混凝土强度低的试件。另外,在混凝土强度较低的情况下,冻融将导致钢筋与混凝土之间的黏结界面发生损伤,使得箍筋约束效应减弱。通过回归试验结果,提出试验受冻融循环作用箍筋约束混凝土的应力-应变全曲线方程及确定其参数的公式,该公式可用于寒冷地区受冻融作用的钢筋混凝土结构构件的非线性分析。

海砂混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

为研究海砂取代率与拌合用水对海砂混凝土基本力学性能的影响,完成了不同取代率及不同拌合用水的30个标准立方体试块单轴受压应力应变全过程曲线试验。基于试验结果分析了海砂取代率、拌合用水对其峰值应力、峰值应变、延性及能量耗散等轴压力学性能指标的影响。结果表明:海砂中氯离子含量满足建筑用砂Ⅱ级砂要求;海砂混凝土应力-应变曲线总体上与普通混凝土类似,各特征点参数有所差异;同一取代率下淡水海砂混凝土的延性略大于海水海砂混凝土,整体上海砂取代率对海砂混凝土轴压力学性能无显著影响;海水对海砂混凝土具有早强作用。