轻量砂变形及强度特性三轴试验研究

通过三轴试验系统研究了新型土工材料——轻量砂的变形及强度特性。结果表明,不同的配比、龄期使轻量砂具有不同的原生结构强度,围压使不同原生结构强度的土样处于剪胀或剪缩状态,导致发生应变硬化、应变软化以及相应状态下孔压的3种对应形态变化。变形模量随EPS(发泡聚苯乙烯)球粒掺入比的增大而线性减小,随水泥掺入比、龄期增大而线性增大,相同配比的土样变形模量与围压关系不大;三轴抗压强度随EPS球粒掺入比增大而呈负指数关系减小,随水泥掺入比、龄期、围压增大而线性增大,存在水泥掺入比阀值;土骨架转换效应对于土样强度的影响很大,造成了土体单轴、三轴抗压强度分带,高水泥掺入比能够大大弱化EPS颗粒的土骨架效应。结合前人成果,系统地研究了轻量砂密度、无侧限抗压强度的影响因素,引入材料学中比强的概念,提出了单价比强图结合配方公式的方法,对轻量土砂进行配方优化。分析了轻量土砂应力-应变关系转型问题,提出采用无侧限抗压强度来表征不同配比、龄期轻量土砂的原生结构强度。通过试验与数理统计,建立临界围压与原生结构强度的关系,为数值模拟计算与建立本构模型奠定了基础。

再生保温混凝土单轴受压随机损伤本构关系研究

基于混凝土弹簧模型理论[8],并考虑到再生保温混凝土内部新水泥砂浆与旧水泥砂浆物理性能差异性,以及再生骨料本身的随机性,确立了各弹簧弹性模量之间的相对关系,分析了由不同原生强度再生骨料配制的再生保温混凝土的破坏模式以及破坏机理;建立了基于弹簧模型理论的再生保温混凝土单轴受压随机损伤细观模型;在细观弹簧模型的基础上,推导出再生保温混凝土单轴受压随机损伤本构方程。根据模型计算得到的应力-应变曲线与试验实测曲线符合度较好。

再生玻化微珠保温混凝土随机损伤单轴受拉本构关系研究

考虑到再生玻化微珠保温混凝土组成材料物理性能的差异性,通过对不同原生强度再生骨料配制的再生保温混凝土受拉本构关系的研究,以及对建立的细观单元中弹簧弹性模量质量相对关系的分析,揭示了再生玻化微珠保温混凝土的受拉破坏机理,定义了受拉损伤变量。在弹簧模型理论的基础上,得到了再生玻化微珠保温混凝土受拉随机损伤本构模型和应力均值表达式,模型能很好地反映出混凝土在受拉时的损伤演化和刚度退化过程,并且模型计算结果与试验结果基本一致。