基于S准则发展的混凝土动态多轴强度准则

通过对经典强度理论或准则的强度参数分析,将强度参数转化为由混凝土的单轴压缩和单轴拉伸强度表示,结合S准则给出的混凝土单轴强度的率效应规律,得出了强度参数受应变率影响的率效应函数,进而将常用的静态多轴强度准则摩尔–库伦强度理论、松岗–中井强度理论、德鲁克–普拉格强度理论、拉得–邓肯强度准则和胡克–布朗强度准则发展为动态多轴强度准则.利用混凝土动态单轴压缩和动态单轴拉伸试验结果统计分析给出的S准则率效应参数,分析了5种强度准则中强度参数随应变率的变化规律以及取值范围.基于混凝土单轴压缩和单轴拉伸强度,分别给出了5种强度准则在子午面、偏平面和平面应力条件下的强度曲线与主应力空间中的强度曲面,对比分析了5种强度准则间的异同,以及每种强度准则随应变率的变化规律.利用混凝土材料的动态双轴和动态真三轴强度试验结果,分析评价了5种动态多轴强度准则,并且阐述了各动态多轴强度准则的应变率适用范围.德鲁克–普拉格强度理论与试验结果相差甚远,不适于描述混凝土材料的强度规律.动态双轴加载时,在拉压区各强度准则差别不大,都可较好地描述试验规律;在压压区各强度准则差别较大,松岗–中井强度理论与试验结果吻合最好.在动态真三轴比例加载时,摩尔–库伦强度理论和胡克–布朗强度准则无法考虑中主应力的影响;松岗–中井强度理论和拉得–邓肯强度准则都可较好地描述试验规律.

多种混凝土材料的多轴强度模型

系统地研究了双剪强度模型的构造特点、边界条件及其应用。其中,利用三参数的确定解模型,可以推导出平面特征试验点;而通过四参数和六参数的不定解模型,则分别建立了多轴特征强度参数关系方程,并从理论上得到了多轴等拉强度接近但并不相等的结论。其次,通过对静水应力公式的变换,分别建立了适于平面和空间应力比例加载条件下的简单强度模型;而由四参数模型则给出了定侧压加载条件下的二轴强度模型。最后,依据所建立的各种强度模型,在仅知道材料的单轴拉、压强度的极端条件下,给出了推算所有缺失的特征强度和任意加载条件下的极限强度的两个计算流程图;并据此对多种混凝土的多轴强度进行了验证,其结果则说明了模型是合理的。

混凝土的多轴强度安全系数及其应用

为计算多轴应力状态下混凝土坝的强度安全系数,以混凝土重力坝为例,采用超载系数K1和失效距离系数K2分别计算多轴强度安全系数。计算结果表明,在二轴拉-压区,K1略小于单轴强度安全系数K0,在二轴压-压区,K1大于K0;无论在二轴拉-压区还是二轴压-压区,K2均小于K1和K0;混凝土重力坝的多轴强度安全系数与单轴强度安全系数具有显著差异,在强度设计与安全评价中应采用多轴强度安全系数。

混凝土多轴强度模型的偏平面方程变换及讨论

为了将应力空间中的强度模型转换为偏平面方程,反之亦然,可根据所选择的不同参考坐标轴来实现,有两种变换方法,且可以通过坐标变换实现互逆。通过这两种变换方法,可以相互证明偏平面极限迹线所具有的6折对称特征。而根据混凝土多轴强度模型的偏平面分析,表明混凝土的多轴破坏形态可以分为广义受拉和广义受压两种形式,这就暗示了统一的强度模型是难于实现的,并说明了现行的统一子午线方程是不合理的,需要分类建立或者建立新的统一子午线方程,而这正说明了不同的强度模型需要根据偏平面上的形态进行协调。

基于统一强度理论的轻骨料混凝土多轴强度准则

试验结果表明轻骨料混凝土在高压应力状态下具有平台流塑现象,并且其极限强度面与静水应力轴有两个交点,这与普通混凝土极限强度面为开口的结论是截然不同的,因此那些针对普通混凝土建立起来的强度准则直接应用于轻骨料混凝土是行不通的。采用俞茂宏教授提出的统一强度理论,考虑轻骨料混凝土高压应力状态下的强度特性,建立了基于统一强度理论的多轴强度准则。通过几个特征试验点就能够得出强度准则的表达式,形式简单,便于实际应用。

神经网络在混凝土多轴强度预测中的应用

目的采用人工神经网络技术来处理混凝土多轴强度间的非线性关系.方法运用BP网络模型对混凝土多轴强度试验数据进行分析,并与数学回归模型进行了比较.结果研究表明,只要选取合适的隐层节点个数和最优化的网络结构,建立的神经网络模型可以合理地模拟具有复杂非线性关系的混凝土多轴强度模型.结论该方法具有较高的预测能力,可以作为混凝土多轴强度准则研究的有益途径.

1990CEB—FIP模式规范(砼结构)有关内容介绍(二)——砼的多轴强度和本构关系(Ⅱ)

四、应力—应变关系1.单轴受压砼棱柱体或圆柱体在单轴受压情况下的应力—应变(σ-ε)全曲线(图10),包括了峰点两边的上升段和下降段.这在国内外已有许多试验研究,模式规范中采用Sargin建议的公式:y=(ax+bx^2)/(1+cx+dx^2) (16)式中 y=σ_c/f_(cm),x=ε_c/ε_(c1)(16a)σ_c,ε_c——砼的应力和相应的应变值;f_(cm),ε_(c1)——砼的抗压强度和相应的峰值应变,取ε_(c1)=-0.0022.

混凝土拱坝的多轴强度与安全指标

为便于推算混凝土多轴强度,开展混凝土结构的多轴强度设计,本文针对任意的多参数强度准则,给出了用等比超载系数KOL计算多轴强度的通用方法。以某已建成的拱坝为例,分别计算坝体的等比超载系数KOL和失效距离系数KFD,并与单轴强度安全系数进行比较,指出混凝土拱坝按多轴强度设计的必要性。基于KFD的定义和算例分析,建议将KFD作为拱坝多轴强度安全设计和校核的指标。

混凝土多轴强度及变形特性的试验研究中应注意的几个问题

在结构工程中，许多理论成果需要试验来论证或获得，而试验方法对试验成果的影响比较显著，综述了国内外研究混凝土多轴强度及变形特性的试验方法及注意的几个问题，供有关人员参考。

混凝土粘结质量对其多轴强度影响的数值分析

以测试混凝土抗压强度的试件为数值分析的对象,考虑试件内部存在贯穿整个试件1-2mm厚的细砂、中砂或粗砂形成的薄弱层缺陷,使得骨料与胶凝材料粘结不充分,针对混凝土的二、三轴强度,进行数值模拟分析,分析结果表明:由于缺陷的存在,不只是降低了材料的强度,同时也改变了分析试件的应力状态。当胶凝砂砾石材料施工方法不当时,骨料与胶凝材料粘结不充分现象是较难避免的,不容忽视;通过试件粘结质量对混凝土影响的分析,提供研究胶凝砂砾石材料筑坝问题的一种思路。

基于混凝土多轴强度的高土石围堰防渗墙安全性研究

塑性混凝土材料广泛用于水工建筑物基础的防渗处理中,尤其在高土石围堰防渗墙中得到了较大规模的应用,但其材料试验方法及结构计算中所采用的安全评判标准尚无相应的规程规范。以往常采用土石料的三轴压缩试验方法获取塑性混凝土的变形及强度参数,并采用应力水平衡量围堰塑性混凝土防渗墙的安全性。但应力水平由土体三轴压缩状态引入,其多用于适应莫尔库仑摩擦强度理论的散粒体材料安全状态的评判,对于应力状态复杂的深防渗墙混凝土材料宜通过混凝土强度理论进行安全复核。通过对高土石围堰防渗墙应力状态的分析,引入包含混凝土多轴强度的安全度准则,以白鹤滩大坝上游高土石围堰防渗墙为例,利用三维有限元分析,比较基于应力水平与安全度准则评价防渗墙安全性的差异,表明安全度准则较应力水平能更为灵敏地反映防渗墙安全性态,认为在三轴受压状态下应力水平尚能较好的反映防渗墙的安全状态,但在拉应力较明显的条件下宜采用基于混凝土多轴强度的安全度准则进行复核。

砼的多轴强度介绍

砼的多轴强度介绍过镇海（清华大学）砼是我国的建筑、水利、交通、市政、港口，……等领域的结构工程中应用最广泛的材料。砼材料的强度指标对于结构的安全度和经济性有重大的直接影响。目前，我国上述领域中的砼结构设计规范（例如文献［１］）所给出的砼强度设计值都是...

混凝土多轴强度在桥梁构件分析中的应用

文章简要回顾了混凝土结构设计理论的发展过程,指出了现有桥梁结构设计规范在混凝土强度取值上的缺陷,探讨了混凝土单轴强度与多轴强度对混凝土构件承载力的影响,分析表明:当混凝土构件处于二轴或三轴应力状态时,用单轴强度进行验算有明显误差,当其中一个轴受拉时,用单轴强度设计的构件实际承载力偏低,导致结构设计偏于不安全,而二轴或三轴均受压时,用单轴强度设计的构件实际承载力偏高,导致材料浪费。本文研究结论对多轴应力状态下混凝土结构的设计具有重要的应用价值。

高强高性能混凝土在多轴压下强度与变形性能的试验研究

利用大型静动真三轴试验机,进行高强高性能混凝土和普通混凝土在不同应力比下的单轴、双轴、三轴压强度与变形试验研究。多轴压试块尺寸为100mm×100mm×100mm,减摩措施为3层黄油中间加3层塑料薄膜的减摩垫层,加载方式为单调比例加载。阐述试件的破坏形态和机制;测得多轴强度、峰值应变和应力-应变曲线,分析应力比对其影响规律;剖析2种混凝土多轴力学性能的差异。试验结果表明:多轴压下2种混凝土极限强度σ3f和峰值应变ε3p在所有应力比下都分别大于其单轴压强度fc和峰值应变εcp,尤其是在三轴压下更为明显;而且σ3f和ε3p相对于fc和εcp的提高倍数取决于混凝土的脆硬性、应力状态和应力比。建立在双轴压和多轴应力状态下的高强高性能混凝土和普通混凝土Kupfer-Gerstle和Ottosen破坏准则公式,为2种混凝土结构(如桥梁与隧道工程、地下工程、建筑工程等)在多轴压下的强度分析提供试验和理论依据。

脆性岩石广义多轴应变能强度准则及试验验证

通过分析脆性岩石多轴试验中的强度和破坏规律,在已有研究成果基础上,将其强度和破坏控制类型主要归结为3种:类型1,低静水压力时裂缝张开扩展,主要表现为张性微裂缝控制型脆性破坏;类型2,静水压力很高时,裂缝闭合,主要表现为摩擦滑移控制型延性破坏;类型3,处于两者之间时,微裂缝一部分张开,一部分闭合,主要表现为两者复合控制型脆延破坏。在分析脆性岩石强度的静水压力、中间主应力、最小主应力以及应力Lode角等4种效应的基础上,提出子午面上与Mohr-Coulomb准则包络线自然衔接的广义双曲线型破坏函数及八面体偏平面上光滑角隅型破坏函数,从而建立非线性广义多轴应变能强度准则。该准则包含单轴抗压和抗拉强度,在静水压力较低时,实质上它是Griffith-Murrell准则在多轴应力状态下的一种扩展形式,反映脆性岩石破坏类型1;在很高静水压力下该准则可转化为广义Mises准则,反映脆性岩石破坏类型2;而当静水压力较高时,该准则处于上述两种准则的过渡阶段,反映脆性岩石破坏类型3。最后,通过对不同种类岩石多轴试验结果的验证分析,表明该准则能够较为合理地描述上述4种效应,而且能够反映非线性强度特征和拉压强度的显著区别,可广泛地适用于各种脆性岩石。

铁路行业焊接接头多轴疲劳强度评估方法

对基于德国铁路规范DVS1608:2010的多轴疲劳方法进行了介绍与探讨,并提出了相应评估方法在有限元软件中的实现方法。

静动组合载荷下混凝土率效应机理及强度准则

混凝土结构在受到动载荷作用之前,通常已承受着初始静载荷的作用.大量关于混凝土应变率效应的研究均没有考虑初始静载荷对动强度的影响,会导致过高地估计混凝土的动强度,使混凝土结构设计偏于危险.本文通过分析混凝土材料在静动组合载荷下的率效应机理,给出了初始静载荷的定义.在此基础上,推导了混凝土材料参数与初始静载荷和应变率的表达式,提出了建立静动组合强度准则的一般方法.通过材料参数反映初始静载荷与应变率的联合影响,给出了由初始有效静载荷、动态黏聚强度和摩擦强度共同组成的混凝土动态强度,将广义非线性强度准则发展为静动组合多轴强度准则.建立的强度面在相同初始静载荷下随应变率的增大向外扩张,在相同应变率下随初始静载荷的增大向里收缩,即混凝土的强度在相同初始静载荷下随应变率的增大而增大,在相同应变率下随初始静载荷的增大而减小.此外,当初始静载荷和应变率不变时,加载路径对混凝土材料的应变率效应无影响,但会影响混凝土材料的静水压力效应,即当初始静载荷和应变率固定不变时,静动组合强度面的位置和大小即可确定,不同加载路径下强度的不同是由于静水压力效应导致的.最后利用多组混凝土材料静动组合强度试验对建立的静动组合强度准则进行了验证.

混凝土统一强度理论及其应用

总结了国内外各种混凝土多轴强度理论和大量实验资料，提出了一种介于莫尔－库仑理论和双剪应力强度理论之间的混凝土统一强度理论，考虑了中间主应力σ２的影响，具有清晰的物理概念，较简单的数学表达式．通过分析比较可知，与国内外学者的试验结果吻合较好，算例表明。

钢筋混凝土轴心受压柱非线性设计

对普通箍筋轴心受压柱进行非线性分析时,由于混凝土的应力-应变曲线有下降段,当混凝土先达峰值应力后进入下降段,而钢筋尚未屈服,钢筋和混凝土不能同时达到各自的极限承载力,柱的承载力不能由两种材料的承载力简单叠加。密排环箍轴心受压柱是典型的常规三轴受压,可用三轴强度准则进行计算,计算结果偏于保守。