疲劳荷载与硫酸盐交互作用下混凝土损伤特性试验研究

发布时间：2020-03-31 18:43

【摘要】：在土木水利工程领域中,桥梁、大坝等结构会经受疲劳荷载和硫酸盐的双重损伤作用,加剧结构的损伤劣化。本文对疲劳荷载与硫酸盐交互作用下混凝土损伤特性进行试验研究,通过宏-微观相结合的形式对混凝土劣化规律进行深层次的分析。(1)研究了疲劳试验作用后混凝土损伤特性。结果表明:0.1-0.3、0.1-0.5应力比疲劳荷载作用下试件的峰值应力随循环周期的增加均出现先增大后减小的趋势;而峰值应变出现缓慢增加的趋势。随着疲劳荷载的加载次数的增多,0.1-0.3、0.1-0.5应力比疲劳荷载对混凝土每次引起的损伤度均逐渐减小,同时,在相同疲劳荷载加载次数下,0.1-0.5应力比疲劳荷载作用下对试件造成的损伤度相比0.1-0.3应力比造成的损伤度更大。试验初期,相比基准混凝土试件应力-应变全曲线,0.1-0.3、0.1-0.5应力比疲劳荷载作用下混凝土试件应力-应变全曲线上升段的斜率及长度逐渐增大,并且峰值点呈现上升和轻微右移的趋势,随着试验的进一步进行,混凝土应力-应变全曲线上升段的斜率及长度出现轻微减小,并且应力-应变全曲线的峰值点呈现轻微下降、右移的趋势。(2)研究了硫酸盐侵蚀作用后混凝土宏-微观性能损伤特性。结果表明:随着侵蚀龄期的增加,清水作用下试件的质量、对测波速、峰值应力均呈现先缓慢增大后趋于稳定的变化趋势,5%浓度、10%浓度硫酸钠溶液作用下试件的质量、对测波速、峰值应力均呈现先增大后后降低的变化趋势,其中,5%浓度硫酸钠溶液作用下试件的质量、对测波速、峰值应力开始下降的时间点依次在120d、135d、180d,10%浓度硫酸钠溶液作用下试件的质量、对测波速、峰值应力开始下降的时间点依次在120d、135d、120d。清水作用下的试件,峰值应变随着侵蚀龄期的增加基本呈现先缓慢增加后趋于平缓的趋势,而5%浓度、10%浓度硫酸钠溶液作用下试件的峰值应变则表现为先缓慢增大后快速增大的趋势,且均在120d开始快速增大。上述宏观性能的变化规律与微观形貌的变化规律基本一致。(3)研究了疲劳荷载和硫酸盐交互作用后混凝土宏-微观性能损伤特性。结果表明:随着侵蚀龄期的增加,F1S0、F2S0作用下试件的质量变化呈现先缓慢增大后趋于稳定的变化趋势,F1S5、F1S10、F2S5、F2S10作用下试件的的质量变化呈现先增大后后降低的变化趋势。F1S0、F2S0作用下的试件,峰值应力随着侵蚀龄期的进行出现先增大后趋于平缓的趋势,而F1S5、F1S10、F2S5、F2S10作用下试件的峰值应力则表现为先增大后减小的趋势,且均在120d开始下降。F1S0、F2S0作用下的试件,峰值应变随着侵蚀龄期的进行基本呈现平缓的趋势,而F1S5、F1S10、F2S5、F2S10作用下试件的峰值应变则表现为先缓慢增大后快速增大的趋势,且均在120d开始快速增大。上述宏观性能的变化规律与微观形貌的变化规律基本一致。建立了疲劳荷载与硫酸盐交互作用下考虑混凝土峰值应力、峰值应变、上升段参数a、下降段参数b与侵蚀龄期的应力-应变本构关系模型,探讨了不同交互条件作用下混凝土应力-应变试验曲线的变化规律,且与理论曲线吻合性较好。
【图文】：

试块,平均抗压强度,养护室,硫酸盐侵蚀

然后从养护室取出，在自然条件下放置 30d，为接下来的疲劳试验、硫酸盐侵蚀试验做好准备，图2.1 为混凝土的制作以及养护过程。加载设备采用 YAW-2000D 型微机控制电液伺服压力试验机，并参考《普通混凝上力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)[63]，将养护好的立方体混凝土试块进行单轴压缩试验，按预先设定好加载速率进行试验加载，直至试块破坏。其中，试件的抗压强度计算精度为 0.01Mpa，并且每组三个混凝土试件的平均抗压强度值按规范规定为标准来进一步的确定。(a)混凝土振捣 (b) 混凝土拆模(c) 混凝土养护 (d) 养护后的试块图 2.1 混凝土的制作与养护

超声检测仪,非金属,烟台大学,快速采集

烟台大学硕士学位论文备20A 非金属超声检测仪测仪为北京智博联科技有限公司研发的ZBL-U520信号快速采集系统提高了在实际工程中的检测速度置携带方便，如图2.2所示。
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】