不同应变速率下废玻璃粉混凝土单轴受压性能研究

发布时间：2020-04-14 02:04

【摘要】：混凝土在动态荷载作用下存在率效应,随着应变速率的增加,混凝土的力学性能和破坏形态较混凝土在静态荷载作用下的力学性能和破坏形态会发生改变。如今混凝土在各类工程中广泛的应用,使得混凝土的原材料日益匮乏,寻找替代混凝土原材料的材料刻不容缓。目前,将废弃玻璃研磨成粉代替部分水泥制成混凝土有利于缓解混凝土原材料减少的压力。因此,本文以废玻璃粉混凝土为研究对象,为探究废玻璃粉混凝土在动态荷载作用下其力学性能和破坏形态的改变,采用一定范围内的应变速率进行废玻璃粉混凝土单轴受压试验,并构建了与试验相符的动态本构模型。研究针对四种不同应变速率和三种不同废玻璃粉掺量进行了混凝土单轴受压试验,将试验采集的数据从应力-应变曲线、抗压强度、峰值应变、弹性模量、泊松比等力学性能角度分析其变化规律,并从废玻璃粉混凝土的细观结构、受力特性、试验过程等角度对废玻璃粉混凝土力学性能和破坏形态变化给出了合理的解释。同时,为完善废玻璃粉混凝土在动态荷载作用下的本构模型,本文考虑了动态荷载作用下的应变速率强化效应和废玻璃粉混凝土自身的损伤弱化效应,构建了基于损伤的废玻璃粉混凝土动态受压本构模型,并将本构模型与试验数据相拟合的结果与试验结果对比分析,从而判断本构模型是否合理。经对试验结果的分析推导得出以下结论:(1)废玻璃粉掺入到混凝土中必然存在着一个最佳废玻璃粉掺量使得废玻璃粉混凝土性能达到最佳效果。(2)废玻璃粉混凝土的动态荷载受压试验仍符合静态荷载下混凝土受压试验的描述。(3)应变速率对废玻璃粉混凝土力学性能有着显著的影响,除泊松比基本保持不变,随着应变速率的增强,废玻璃粉混凝土的抗压强度增加、峰值应变减少、弹性模量增加,并得到具体关系式。(4)试验数据存在着一定的离散性,从试件材料、养护条件、试验设备、试验方法和加载方式方面进行了系统的分析解释。(5)基于非线性弹性本构模型—Ottosen模型,考虑应变速率强化效应和损伤弱化效应,引入强度提高因子和损伤弱化因子对Ottosen模型进行了修正,建立了基于损伤的废玻璃粉混凝土动态受压本构模型,并证明了此模型的合理性。
【图文】：

应变速率与混凝土弹性模量从图1.1可知，混凝土弹性模量试验值和平均值在一定的范围内波动，，整

图 1.2 应力-应变曲线知，混凝土应力-应变曲线的上升和下降存在着一定相似。肖诗云得出的结论与尚仁杰（1994）、董毓利一致，混凝土在动态荷载作用下的应力-应变曲线具
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】

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本文编号：2626731