超高性能海水海砂混凝土单轴受压应力-应变关系

为研究超高性能海水海砂混凝土(Ultra-High Performance Seawater Sea-sand Concrete,UHPSSC)轴压应力-应变关系,探究钢纤维体积掺量对UHPSSC轴压力学性能和轴压应力-应变全曲线的影响,使用Instron 1346万能材料试验机测得UHPSSC应力-应变全曲线,借助Pycharm曲线拟合程序与已有混凝土应力-应变全曲线模型进行拟合与修正.结果表明:钢纤维掺量越高,轴压作用下UHPSSC的破坏程度越小,抗压强度和峰值应变也随之增加;已有模型拟合的UHPSSC应力-应变全曲线上升段与试验曲线比较相近,下降段后期差距较大;通过修正下降段形状参数,得到了更适用于描述UHPSSC应力-应变全曲线的修正模型,并验证该修正模型的适用范围.

石粉-钢渣混凝土单轴受压应力-应变全曲线实验研究

为了探究单轴受压下石粉-钢渣混凝土的本构关系,根据正交试验方案配制了不同掺量钢渣砂(30%、40%、50%)、钢渣石(30%、40%、50%)、石粉(0%、7.5%、15%)的石粉-钢渣混凝土,对石粉-钢渣混凝土的应力-应变关系进行了实验研究,建立了单轴受压下石粉-钢渣混凝土的本构关系模型。实验结果表明:当受到单轴压力时,石粉-钢渣混凝土的破坏模式与普通混凝土相似,表现出斜剪切的特征。石粉-钢渣混凝土峰值应力、峰值应变及弹性模量随着钢渣骨料掺量的增加而提高。为了更好地模拟无量纲应力-应变曲线,本工作采用了Carreira and Chu模型的上升段和过镇海模型的下降段进行了分段拟合。结果表明,实验曲线与分段模型曲线吻合较好。

超高性能混凝土单轴受压应力-应变关系研究

采用刚性辅助架法获得了稳定的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concretes,UHPC)的受压应力-应变全曲线。试验结果表明UHPC具有良好的受压变形性能;重复加载下UHPC的包络线与单调加载时的应力-应变曲线基本相同。基于试验结果建立了UHPC单轴受压本构方程,以及重复荷载作用下UHPC应力-应变全曲线方程,其结果与试验结果吻合较好。

碱矿渣再生混凝土单轴受压应力-应变关系研究

为获取碱矿渣再生混凝土(AASRAC)的力学性能参数,对18个混凝土试件进行单轴受压试验,分析再生骨料取代率对受压应力-应变全曲线的影响,并建立AASRAC单轴受压应力-应变曲线全曲线方程。研究结果表明,AASRAC试件均呈现明显脆性破坏特征,随着再生骨料取代率增大,混凝土峰值强度、弹性模量呈现先小幅增加后降低的趋势。由于碱性激发基体更为致密的孔隙结构以及再生骨料中未水化水泥颗粒在碱激发剂作用下的二次水化作用,当再生骨料取代率为75%时,AASRAC的抗压强度与未掺组强度基本相同。所建立的应力-应变关系方程的计算结果与试验结果吻合良好,该曲线方程能够较好地预测AASRAC在单轴受压荷载下的力学性能参数。

碱渣-电石渣激发混凝土的基本力学性能与应力-应变关系

碱渣、电石渣等碱性工业固废的大面积堆置引发了严重的环境污染问题,亟需拓展资源化利用渠道。本工作以先前开发的碱渣-电石渣协同激发矿渣-粉煤灰胶凝材料替代水泥制备了新型混凝土,研究了其抗压、抗拉、抗折等基本力学性能与单轴受压应力-应变关系。结果表明:新型混凝土的早期抗压强度相比水泥混凝土发展缓慢,可通过适宜的热养护(60~75℃@12 h)进行改善,且对后期强度不会产生不利影响。新型混凝土拉压比和折压比分别为0.102±0.006、0.137±0.007,均高于同等级的水泥混凝土。新型混凝土在单轴受压下具有比水泥混凝土更短的弹性上升段,更长的塑性上升段,峰值应力后延性略差。通过统计回归分别建立了标准抗压、轴心抗压、劈裂抗拉、抗折强度的预测模型以及单轴受压应力-应变关系,均与试验值吻合性较好,为这类新型混凝土的配合比设计、强度预测及工程应用奠定了理论基础。

不同再生粗集料混凝土单轴受压应力-应变全曲线

用原始强度等级分别为C20和C50的废混凝土制作了再生粗集料,再将再生粗集料以不同的比例混合,然后采用相同的配合比制作棱柱体混凝土试件,并在电液伺服试验机上测定其单轴受压应力-应变全曲线.结果表明:当再生粗集料不同时,再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线之间离散较大,轴心抗压强度明显降低,而弹性模量则受控于废混凝土强度等级较低的再生粗集料.

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。

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。

单轴受压下水泥土全应力-应变关系曲线研究

为研究水泥土的力学性能和方便工程应用,采用内蒙古黄河灌区周边典型的粉质土配制水泥土,并进行了不同水泥掺入比5%,10%,15%和20%,不同养护龄期7 d、14 d、21 d、28 d、60 d和90 d下的无侧限抗压强度室内试验,得到了大量应力-应变关系曲线。通过采用Matlab可视化曲线拟合工具界面cftool进行分析,建立了一种全新的水泥土应力-应变关系的非线性模型,该模型采用logistic函数拟合曲线的上升段,采用复合双曲线函数拟合曲线的下降段。研究结果表明:该非线性模型简单实用,能够很好地与试验数据进行吻合,并较传统的非线性模型拟合效果更好。

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。

混凝土单轴受压应力-应变曲线比较

针对目前常采用的混凝土单轴受压应力-应变曲线不能完全符合典型曲线几何特征这一问题,通过理论推导和详细地比较,给出了在单轴受压混凝土应力-应变曲线上升段Hognestad公式、Saenz公式和CEB/FIP公式的适用范围,提出了合理的混凝土单轴受压应力-应变曲线。用大型通用软件ANSYS分析两根试验梁,分析结果与实测结果相当吻合,表明本文提出的应力-应变曲线是准确、可靠的。

高温后混杂纤维RPC单轴受压应力-应变关系

对120个经20～900℃作用后、尺寸为70．7mm×70．7mm×228．0mm的混杂纤维活性粉末混凝土（RPC）试件进行了单轴受压试验，分析了纤维掺量和经历温度对混杂纤维RPC轴心抗压强度、弹性模量、峰值应变和受压应力一应变曲线的影响．结果表明：相同高温作用后，钢纤维掺量为1％（体积分数）的混杂纤维RPC抗压强度最低，而钢纤维掺量为2％，聚丙烯纤维掺量不同的混杂纤维RPC抗压强度差别不大；轴心抗压强度和弹性模量随经历温度的升高先增大后减小，且弹性模量下降速度比抗压强度快；经历温度为600℃时，峰值应变达到最大值，且峰值点前应变迅速增大，峰值点后呈线性减小．通过回归分析，建立了抗压强度、弹性模量和峰值应变随温度变化的计算公式，提出了用五次多项式和有理分式表达的混杂纤维RPC应力-应变曲线方程．与普通混凝土和高强混凝土相比，混杂纤维RPC具有更优越的抗高温性能．

超高强混凝土单轴受压性能及应力应变曲线的试验研究

通过对 2 4组总共 77块 C10 0 - C150超高强高性能混凝土棱柱体全过程受压试验 ,给出了超高强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 ;研究了超高强高性能混凝土棱柱体在受压过程中体积变化规律 ;建议了适用于不同强度等级的受压应力—应变曲线的统一数学表达式。

废玻璃砂混凝土力学性能与应力-应变关系研究

为有效解决河砂短缺与废玻璃回收再利用问题,将废玻璃制品研磨成砂,取代混凝土中的河砂,制备废玻璃砂混凝土。对废玻璃砂混凝土进行抗压强度测试、弹性模量测试与单轴受压应力-应变曲线测试,分析不同的废玻璃砂取代率对混凝土力学性能的影响规律,利用分段式本构模型描述废玻璃砂混凝土的应力-应变关系,采用ABAQUS有限元软件模拟分析废玻璃砂混凝土的受压力学行为。结果表明:随着取代率的提高,废玻璃砂混凝土的力学性能先增强后减弱,当取代率为15%时废玻璃砂混凝土的性能最佳;掺入废玻璃砂对混凝土应力-应变曲线的形态无明显影响;有限元模型能够清晰地反映各试件受压过程中内部损伤的演化规律。

废玻璃粉混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

为研究废玻璃粉混凝土单轴受压作用下的全过程受力特征,对C30与C50两类强度等级,0%、10%、15%、20%、25%、30%六种取代率下的棱柱体试件进行单轴受压应力-应变全曲线试验.通过试验分析了应力-应变全过程曲线变化趋势,对比研究了比例极限、峰值应力、延性系数等性能指标,并采用分段式本构关系对废玻璃粉混凝土应力-应变全曲线进行了研究.结果表明:废玻璃粉混凝土应力-应变全曲线形状与普通混凝土相似,随着取代率的增加,上升段斜率逐渐变小,下降段则趋于平缓,各类取代率下均值曲线的标准差先增大后减小,直至保持不变;与普通混凝土相比,废玻璃粉混凝土的比例极限相对较小,峰值应变则较大,延性较好的原因在于上升段表现出的塑性变形较强;分段式本构方程计算所得曲线与试验所测曲线吻合良好,C30强度等级下上升段参数为2.146,下降段参数为0.8,C50强度等级下上升段参数为1.987,下降段参数为1.462.

不同粒径再生粗骨料混凝土单轴受压应力-应变关系试验研究

研究了粗骨料粒径对再生混凝土力学性能的影响,为再生混凝土工程中合理选取再生粗骨料粒径及取代率提供参考和依据。以再生粗骨料粒径和取代率为变量,用5~20 mm、20~30 mm及5~30 mm粒径范围内的再生粗骨料制作了不同取代率的二级配再生混凝土试件,利用混凝土单轴抗压的试验方法,分析了不同再生粗骨料粒径以及不同取代率再生混凝土的力学性能。实验结果表明:再生混凝土的弹性模量随取代率的增大而减小;相同取代率下,再生粗骨料粒径为5~30 mm的二级配再生混凝土的抗压强度比粒径为5~20 mm或20~30 mm的二级配再生混凝土的抗压强度高;粒径为20~30 mm的再生粗骨料对二级配再生混凝土力学性能的影响最大。再生粗骨料全级配取代,且取代率为30%时二级配再生混凝土的抗压强度最大。

玄武岩橡胶混凝土基本力学性能及受压应力-应变曲线

为探究橡胶颗粒及玄武岩纤维交互耦合后对混凝土力学性能的影响,本文以橡胶体积掺量、玄武岩纤维体积掺量、玄武岩纤维长度作为三个主要因素,通过抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度试验研究三个因素对玄武岩橡胶混凝土的影响。结果表明:橡胶掺量的增加会降低混凝土的力学性能,但会改善混凝土的变形能力并降低脆性,玄武岩纤维的掺入可以改善混凝土各项力学强度,但掺量过多时,除抗拉强度外,其余强度均下降。综合分析得出当橡胶体积掺量为10%,玄武岩纤维体积掺量为0.10%,玄武岩纤维长度为18 mm时混凝土各项力学性能最优。基于受压应力-应变全曲线分析,提出玄武岩橡胶混凝土的受压应力-应变本构模型,为玄武岩橡胶混凝土构件的非线性分析和工程设计提供参考。

再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验

完成了不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力-应变全曲线形状、弹性模量、峰值及极限应变的影响.研究表明:再生混凝土的应力-应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点对应的应力和应变值不同;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土的;再生混凝土的峰值应变与峰值应力大于普通混凝土的.

钢管超高性能混凝土短柱轴心受压应力-应变关系试验研究

为研究钢管超高性能混凝土短柱轴心受压性能,通过改变钢管壁厚,设计5组共计15个试件,采用静力试验研究试件应力-应变曲线及破坏模式,分析钢管壁厚对轴压性能的影响规律。试验结果表明,试件均为强度破坏;钢管超高性能混凝土短柱轴心受压全过程主要分为弹性段、弹塑性段和平稳段三个阶段;混凝土强度和钢管壁厚对试件应力-应变关系曲线影响较大;提高混凝土强度和钢管屈服强度均能显著提高试件承载力。基于试验,提出钢管超高性能混凝土轴压短柱计算公式。

堆石混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验方法研究

为了研究堆石混凝土应力-应变全曲线,采用碟形弹簧与钢柱组合成附加刚性元件增强压力机的刚性,研究了碟形弹簧并联与串联联结装置的变形量和刚度以及实现单轴受压端部减摩措施,提出了一种堆石混凝土单轴受压应力-应变全曲线的试验方法。在混凝土压力试验机上进行了堆石混凝土立方体试件单轴受压试验,测得了堆石混凝土受压应力-应变全曲线。试件破坏形态表明,采用的端部减摩措施有效,测得的应力-应变曲线下降段验证了碟形弹簧与钢柱组合装置能够吸收试件破坏时混凝土压力试验机存储的变形能。研究结果为在混凝土压力试验机上进行堆石混凝土单轴受压应力-应变全曲线提供了可行、简便、经济的测试方法。