高温后全轻页岩陶粒混凝土与钢筋的拉拔试验研究

钢筋与混凝土的高温粘结性能是结构抗火设计和灾后评价的依据。通过全轻页岩陶粒混凝土(ALWSCC)与335级Φ16 mm月牙肋钢筋(CRB)和光圆钢筋(PSB)分别经历20℃(常温)、300℃、400℃、500℃后的拉拔试验,分析了高温导致粘结性能劣化的特征参数,并与普通混凝土(NWC)和再生混凝土(RAC)进行了比较。结果表明:高温不仅造成混凝土色泽变化、表面疏松、缺棱掉角现象及沿CRB顺筋裂纹(宽度分别为0.03~0.1 mm、0.1~0.18 mm和0.18~0.22 mm),而且破坏形式从拔出破坏到劈裂破坏和劈裂-拔出破坏;τ-S曲线整体下降、峰值粘结应力残余强度(ατ0)降低、峰值滑移系数(βS0)增大和峰前耗能减小;但月牙肋对拉拔荷载的贡献率却均在85%左右;以ατ0和βS0作为评判指标,上述三种混凝土中ALWSCC具有更好的抗火性能;以抗压和劈拉残余强度及上述粘结性能指标作为判断条件,可将500℃作为临界温度以指导试验设计和火灾评价。

基于岩石破坏全过程能量演化的脆性评价指数

目前用于评价页岩可压性的脆性指数大都孤立地考虑峰值前后的力学特性,并不能反映岩石整个破坏过程的脆性特征。基于岩石的全应力–应变曲线,分析岩石材料由塑性变形转化为脆性断裂过程中各种应变能的演化规律,认为峰前耗散能和峰后断裂能水平是决定岩石是否发生脆性断裂的本质因素。结合这2种能量建立能反映岩石破坏前后力学特征的脆性评价指数,对不同岩石材料在不同围压下的脆性特征以及页岩脆性的各向异性进行评价。研究结果表明:建立的脆性评价指数能同时反映岩石脆性破坏的难易程度和脆性的强弱,可评价不同力学条件下的脆性变化特征。不同岩石材料峰前耗散能以及峰后断裂能随着围压增大而增大,脆性程度不断降低,但降低趋势有所不同,红砂岩和页岩分别在低围压时和高围压时出现了脆–塑性的转化,而花岗岩在围压不断增大的整个过程中都保持着较强的脆性。另外页岩脆性具有明显的各向异性,不同层理方向的页岩所表现出的脆性程度差异显著,随着层理倾角b的增大,页岩脆性表现出稳–减–增的变化趋势,β=0°时页岩的脆性程度要强于β=90°时,β=60°时页岩脆性最弱且表现出很强的塑性特征。实验结果很好地验证了提出的脆性指数的可靠性,研究成果为岩石脆性的定量评价提供了一条新思路。