不同围压下C60混凝土三轴压缩过程能量分析
发布时间：2021-09-23 04:36
针对复杂应力状态下高强混凝土受压变形破坏过程中的能量演化机制问题,开展不同围压下C60高强混凝土试样三轴压缩试验,分析其在受力全过程中的变形与破坏特征。根据试验结果,探究了不同围压下高强混凝土三轴压缩过程能量演化机制。研究结果表明:围压越大,混凝土试样破坏时,其峰值应力与峰值应力对应的轴向应变越大,破坏形式由张拉破坏向剪切破坏过渡;峰值应力前,混凝土试样主要以弹性应变能储存为主,峰值应力对应的输入能密度和耗散能密度均随围压的增大而增大,且均与围压满足指数函数关系,其形状改变系数FX与轴向应力呈正比关系,体积改变系数FV与轴向应力呈反比关系;达到峰值应力时,体积改变系数FV小于形状改变系数FX;峰值应力后,主要以弹性应变能释放为主,并随着混凝土试样的破坏转化为各种形式的能量耗散。研究结果可为今后从能量角度研究高强混凝土本构关系提供有益参考。
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
60高强混凝土标准试样Fig.1C60highstrengthconcretestandardsample2.2
第5期李毅，等：不同围压下C60混凝土三轴压缩过程能量分析2087的变化关系，建立了能量起裂准则等。综上所述，国内外学者从能量角度研究岩石和混凝土材料力学行为已取得不少成果，但有关复杂应力状态下高强混凝土受压变形破坏过程中的能量演化机制方面的研究还鲜有报道。本文以C60高强混凝土为研究对象，开展MTS岩石试验系统在不同围压下混凝土的常规三轴压缩试验，分析其在受力全过程中的变形与破坏特征。根据试验结果，探究混凝土压缩变形破坏过程中输入能密度、弹性应变能密度、耗散能密度的演化机制。2C60高强混凝土三轴压缩试验2.1试验材料依据《普通混凝土配合比设计规程》配制强度等级为C60的高强混凝土。水泥采用海螺P·Ⅱ52.5R普通硅酸盐水泥，各项指标见表1。粗骨料选用玄武岩碎石，碎石粒径为5mm~20mm，堆积密度为1455kg/m3。细骨料选用细度模数为2.73、含泥量为1.45%的中粗砂。外加剂为NF-F复合型高效外加剂，矿渣和硅粉占比分别为73%和20%。通过正交试验确定C60高强混凝土设计配合比，见表2。表1P·Ⅱ52.5R普通硅酸盐水泥各项指标Tab.1PropertiesoftheP·Ⅱ52.5Rportlandcement混合材料掺量(mixingmaterialcontent)/(%)石膏掺量(gypsumcontent)/(%)凝结时间(settingtime)/min抗折强度(flexuralstrength)/MPa抗压强度(compressivestrength)/MPa初凝时间(initialsettingtime)终凝时间(finalsettingtime)3d28d3d28d3.16.61261786.231.78.560.9表2C60混凝土设计配合比Tab.2TheoptimizationofmixproportionforC60concrete水泥(cement)/kg外加剂(additives)/kg胶凝材料(cementingagent)/kg
3=20MPa表3C60高强混
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能量原理的岩石起裂准则[J]. 任猛,高鸿集,董智文. 矿业研究与开发. 2019(08)
[2]基于能量耗散原理的混凝土力学损伤模型[J]. 李忠友,刘元雪,姚志华,徐旭,武银凤. 土木工程学报. 2019(S1)
[3]基于弹性应变能的岩石强度准则[J]. 郭建强,刘新荣,王军保,黄质宏. 岩土力学. 2016(S2)
[4]不同应力路径下砂岩能耗变化规律试验研究[J]. 陈子全,李天斌,陈国庆,马春驰. 工程力学. 2016(06)
[5]岩石加荷破坏弹性能和耗散能演化特性[J]. 张黎明,高速,任明远,王在泉,马绍琼. 煤炭学报. 2014(07)
[6]不同围压下灰岩三轴压缩过程能量分析[J]. 田勇,俞然刚. 岩土力学. 2014(01)
[7]大理岩加卸荷破坏过程的能量演化特征分析[J]. 张黎明,高速,王在泉,丛宇. 岩石力学与工程学报. 2013(08)
[8]Energy analysis for damage and catastrophic failure of rocks[J]. XIE HePing 1,2,LI LiYun 2,1,JU Yang 2,PENG RuiDong 2 & YANG YongMing 2 1 Sichuan University,Chengdu 610065,China;2 State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining,Beijing Key Laboratory of Fracture and Damage Mechanics of Rock and Concrete,China University of Mining and Technology,Beijing 100083,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(S1)
[9]基于能量耗散机制的混凝土受压损伤模型[J]. 龙渝川,李正良. 工程力学. 2010(S2)
[10]岩体变形破坏过程的能量机制[J]. 谢和平,鞠杨,黎立云,彭瑞东. 岩石力学与工程学报. 2008(09)
硕士论文
[1]高强混凝土强度检测技术试验研究[D]. 李静宇.河北工业大学 2006
本文编号：3405049
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
60高强混凝土标准试样Fig.1C60highstrengthconcretestandardsample2.2
第5期李毅，等：不同围压下C60混凝土三轴压缩过程能量分析2087的变化关系，建立了能量起裂准则等。综上所述，国内外学者从能量角度研究岩石和混凝土材料力学行为已取得不少成果，但有关复杂应力状态下高强混凝土受压变形破坏过程中的能量演化机制方面的研究还鲜有报道。本文以C60高强混凝土为研究对象，开展MTS岩石试验系统在不同围压下混凝土的常规三轴压缩试验，分析其在受力全过程中的变形与破坏特征。根据试验结果，探究混凝土压缩变形破坏过程中输入能密度、弹性应变能密度、耗散能密度的演化机制。2C60高强混凝土三轴压缩试验2.1试验材料依据《普通混凝土配合比设计规程》配制强度等级为C60的高强混凝土。水泥采用海螺P·Ⅱ52.5R普通硅酸盐水泥，各项指标见表1。粗骨料选用玄武岩碎石，碎石粒径为5mm~20mm，堆积密度为1455kg/m3。细骨料选用细度模数为2.73、含泥量为1.45%的中粗砂。外加剂为NF-F复合型高效外加剂，矿渣和硅粉占比分别为73%和20%。通过正交试验确定C60高强混凝土设计配合比，见表2。表1P·Ⅱ52.5R普通硅酸盐水泥各项指标Tab.1PropertiesoftheP·Ⅱ52.5Rportlandcement混合材料掺量(mixingmaterialcontent)/(%)石膏掺量(gypsumcontent)/(%)凝结时间(settingtime)/min抗折强度(flexuralstrength)/MPa抗压强度(compressivestrength)/MPa初凝时间(initialsettingtime)终凝时间(finalsettingtime)3d28d3d28d3.16.61261786.231.78.560.9表2C60混凝土设计配合比Tab.2TheoptimizationofmixproportionforC60concrete水泥(cement)/kg外加剂(additives)/kg胶凝材料(cementingagent)/kg
3=20MPa表3C60高强混
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能量原理的岩石起裂准则[J]. 任猛,高鸿集,董智文. 矿业研究与开发. 2019(08)
[2]基于能量耗散原理的混凝土力学损伤模型[J]. 李忠友,刘元雪,姚志华,徐旭,武银凤. 土木工程学报. 2019(S1)
[3]基于弹性应变能的岩石强度准则[J]. 郭建强,刘新荣,王军保,黄质宏. 岩土力学. 2016(S2)
[4]不同应力路径下砂岩能耗变化规律试验研究[J]. 陈子全,李天斌,陈国庆,马春驰. 工程力学. 2016(06)
[5]岩石加荷破坏弹性能和耗散能演化特性[J]. 张黎明,高速,任明远,王在泉,马绍琼. 煤炭学报. 2014(07)
[6]不同围压下灰岩三轴压缩过程能量分析[J]. 田勇,俞然刚. 岩土力学. 2014(01)
[7]大理岩加卸荷破坏过程的能量演化特征分析[J]. 张黎明,高速,王在泉,丛宇. 岩石力学与工程学报. 2013(08)
[8]Energy analysis for damage and catastrophic failure of rocks[J]. XIE HePing 1,2,LI LiYun 2,1,JU Yang 2,PENG RuiDong 2 & YANG YongMing 2 1 Sichuan University,Chengdu 610065,China;2 State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining,Beijing Key Laboratory of Fracture and Damage Mechanics of Rock and Concrete,China University of Mining and Technology,Beijing 100083,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(S1)
[9]基于能量耗散机制的混凝土受压损伤模型[J]. 龙渝川,李正良. 工程力学. 2010(S2)
[10]岩体变形破坏过程的能量机制[J]. 谢和平,鞠杨,黎立云,彭瑞东. 岩石力学与工程学报. 2008(09)
硕士论文
[1]高强混凝土强度检测技术试验研究[D]. 李静宇.河北工业大学 2006
本文编号：3405049
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