加筋水泥砂浆力学特性循环加卸载实验研究

发布时间：2018-01-05 08:19

本文关键词：加筋水泥砂浆力学特性循环加卸载实验研究　出处：《山东农业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目前,水泥砂浆是我国建筑行业需求量最大、最重要的建筑材料,水泥砂浆材料的质量对建筑物的安全影响很大。当今土木水利工程领域中的重要课题之一就是对水泥砂浆材料性能的全面深入研究。因此,深入研究循环加卸载情况下的钢筋水泥砂浆的力学特性,对于解决工程实践问题具有重要的应用价值和重要的意义。本文应用长春科新试验仪器有限公司生产的SAW-2000微机控制电液伺服岩石试验机,对素水泥砂浆试件与加筋水泥砂浆试件进行循环加卸载实验,从而得到了应力—应变曲线,利用Origin软件对数据进行处理,得到试件的力学特性与滞回环的图像。借用Ansys数值模拟软件丰富试验的荷载梯度,得到了理想状态下的加筋水泥砂浆柱在循环加卸载条件下的应力—应变曲线、整体位移云图与应力云图。通过分析循环加卸载实验得到的应力—应变曲线,应用Ansys数值模拟软件对应力—应变进行了较好的模型拟合,得出了力学特性规律。加筋水泥砂浆柱进行固定荷载级别循环加卸载实验时,荷载级别为6MPa时,加筋水泥砂浆柱每次在6MPa应力的情况下的轴向应变分别为0.311%、0.323%、0.334%、0.340%、0.348%、0.355%、0.359%、0.361%、0.365%,每次轴向应变的变化幅度分别为3.86%、3.31%、1.84%、2.39%、1.81%、1.13%、0.75%、1.08%。荷载级别为5MPa时,加筋水泥砂浆柱每次在5MPa应力的情况下的轴向应变分别为0.303%、0.317%、0.330%、0.337%、0.343%,每次轴向应变的变化幅度分别为4.17%、4.00%、2.31%、3.68%。荷载级别为7MPa时,加筋水泥砂浆柱每次在7MPa应力的情况下的轴向应变分别为0.317%、0.329%、0.337%、0.342%、0.352%,每次轴向应变的变化幅度分别为4.17%、4.00%、2.31%、3.68%。加筋水泥砂浆柱进行九次循环加卸载实验后,每次循环加卸载形成的滞回环的面积分别为0.08275×106J/m3、0.08009×106J/m3、0.07814×106J/m3、0.07651×106J/m3、0.07629×106J/m3、0.07814×106J/m3、0.07926×106J/m3、0.07172×106J/m3。每次形成新的滞回环的变化幅度分别为-3.21%、-2.43%、-2.08%、-0.28%、2.42%、1.43%、-9.51%。加筋水泥砂浆柱进行荷载梯度递增循环加卸载实验时,荷载梯度为1MPa时,加筋水泥砂浆柱在3.5MPa、4.5MPa、5.5MPa、6.5MPa、7.5MPa和破坏时的轴向应变分别为0.118%、0.161%、0.240%、0.317%、0.429%、0.822%,每次轴向应变的变化幅度分别为36.44%、49.07%、32.08%、35.33%、91.61%。荷载梯度为2MPa时,加筋水泥砂浆柱在3.5MPa、5.5MPa、7.5MPa和破坏时的轴向应变分别为0.118%、0.241%、0.429%、0.822%。每次轴向应变的变化幅度分别为103.34%、78.25%、91.64%。素水泥砂浆柱进行荷载梯度为2MPa的荷载梯度递增循环加卸载实验时,每次循环加卸载形成的滞回环的面积分别为0.03675×106J/m3、0.07291×106J/m3,滞回环面积的变化幅度为98.39。加筋水泥砂浆柱进行荷载梯度为2MPa的荷载梯度递增循环加卸载实验时,每次循环加卸载形成的滞回环的面积分别为0.01868×106J/m3、0.03217×106J/m3、0.06953×106J/m3,滞回环面积的变化幅度分别为72.22%、116.13%。水泥砂浆柱的轴向应变与循环加卸载次数成正相关,水泥砂浆柱的整体位移与循环加卸载次数成正相关,水泥砂浆柱随着循环加卸载次数的增加,应力—应变曲线中的滞回环不断增多,产生的总的能量损失不断增大。加筋会使水泥砂浆柱承受更大的轴向应力,强度增大。加筋会使水泥砂浆柱在轴向受压过程中内部裂隙的摩擦增大。水泥砂浆柱破坏的实质就是在受压过程中水泥砂浆柱内部受力不均,受力在各个方向不同,因而导致了水泥砂浆柱产生劈裂破坏。加筋水泥砂浆由细裂纹的萌生、发育、扩展到贯通的过程,都伴随着能量的吸收和释放。因此,从能量的角度,研究分析加筋水泥砂浆试件破坏耗散能量的力学特性,将能量法与加筋水泥砂浆破坏的宏观特征联系起来。
[Abstract]:In this paper , the stress - strain curve of reinforced cement mortar column under cyclic loading and unloading condition is studied by using the SAW - 2000 microcomputer controlled electro - hydraulic servo - rock testing machine which is produced by Changchun Section New Test Instrument Co . , Ltd . The stress - strain curve of reinforced cement mortar column under cyclic loading and unloading condition is obtained . The axial strain of reinforced cement mortar was 0 . 317 % , 0 . 329 % , 0 . 337 % , 0 . 342 % , 0 .

【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ177.62

【参考文献】