高应变率下硫酸盐侵蚀混凝土的动态力学性能研究
发布时间：2021-02-17 03:25
混凝土结构在其服役期间会受到静态荷载作用,还可能会遭受动态荷载作用。除此之外,混凝土结构也面临着耐久性问题,硫酸盐侵蚀作为耐久性问题的一种,会导致混凝土力学性能的退化。我国沿海及西北盐碱地区的混凝土结构在硫酸盐侵蚀和动力荷载共同作用下的混凝土材料力学性能十分复杂,且硫酸盐侵蚀会加速材料力学性能的退化,最终导致服役中的结构提前失效。因此,研究硫酸盐侵蚀后的混凝土材料在高应变率下的动态力学性能有重要意义。利用细观模型进行了混凝土试件在高应变率下的动态力学性能的仿真分析。基于CT统计信息建立了多边形骨料模型,与随机圆形骨料模型结果对比,分析了不同骨料形状和含量对混凝土动态力学性能的影响;在多边形骨料模型基础上,分析了端部摩擦效应、惯性效应和自由水对混凝土动态力学性能的影响。研究结果表明:在混凝土骨料含量和加载应变率相同的情况下,骨料形状对混凝土动态强度的影响不明显,但骨料形状对裂纹破坏模式影响显著;骨料含量和加载应变率增大会导致混凝土动态强度提高;混凝土动态强度随着摩擦系数的增加而增大,随后保持不变;试件长径比和加载应变率越大,惯性效应越明显,动态强度增强因子越大;自由水的存在会导致混凝土动...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同应变率下30%多边形骨料模型的破坏模式
- 17 -t=40 μs t=48 μs t=96 μs0 2图 2-6 不同应变率下 30%圆形骨料模型的破坏模式.2 动态强度分析表 2-2 代表不同骨料形状的混凝土细观模型在不同应变率加载下的动态强度可以横向和纵向分别分析应变率和骨料形状对混凝土动态强度的影响。从横看，在加载应变率为 50 s-1时，多边形骨料模型的强度比圆形骨料模型的强度67%；应变率为100 s-1时，强度差值为0.17%；应变率为500 s-1时，则为1.97%。可以得出，多边形骨料模型的强度比圆形骨料模型的强度略微偏高，但随着应变率的增加，这种差值不明显，总体来说动态强度接近。即在相同骨料含，骨料形状不会对动态强度造成很大的影响，这也说明了混凝土骨料性质的性。从纵向来看，两种骨料形状的混凝土模型的动态强度受应变率的影响较
- 19 -t=40 μs t=48 μs t=96 μs0 2图 2-7 不同应变率下 20%多边形骨料模型的破坏模式2.2 动态强度分析表 2-3 为不同应变率下混凝土多边形骨料含量为 20%和 30%时的动态强度。地，从表格的横向来看，多边形骨料含量为 30%的混凝土模型是的强度比骨量为 20%的混凝土模型强度高，加载应变率为 50 s-1时高出 9.09%，应变率为 s-1时高出 5.86%，应变率为 500 s-1时高出 7.14%。这是因为在混凝土主要成分骨料的弹性模量较大，骨料对混凝土强度的贡献相比砂浆对其强度的贡献较所以骨料含量越大，动态强度则越大。从纵向来看，骨料含量为 20%和 30%凝土模型动态强度随着应变率的提高而增大。对比表 2-2 中圆形骨料含量为的混凝土模型的动态强度，虽然骨料形状不同，但是可以看出含量为 30%的
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸盐环境下混凝土强度变化规律及微观结构分析[J]. 聂良学,许金余,刘远飞,范建设,王宏伟. 振动与冲击. 2016(20)
[2]硫酸盐侵蚀下不同强度等级混凝土力学性能研究[J]. 李娟,张述雄,张海娇,王栋民. 商品混凝土. 2015(07)
[3]水泥砂浆SHPB实验惯性效应的数值模拟[J]. 裴永乐,李金柱,黄风雷. 兵工学报. 2014(S2)
[4]自由水含量对高应变率下水泥砂浆动态力学性能的影响[J]. 丁宁,金龙,张建. 混凝土. 2013(10)
[5]冲击作用下的摩擦力效应实验研究[J]. 蒋国平,郝洪,曾春航,郝逸飞,吴如军,刘纪超. 物理学报. 2013(11)
[6]骨料形状对混凝土拉伸强度的影响[J]. 琚宏昌,陈国荣,夏晓舟. 河海大学学报(自然科学版). 2008(04)
[7]大直径SHPB装置的数值模拟及实验误差分析[J]. 巫绪涛,杨伯源,李和平,董钢. 应用力学学报. 2006(03)
[8]混凝土动力强度提高的机理探讨[J]. 李庆斌,郑丹. 工程力学. 2005(S1)
[9]混凝土细观随机骨料结构与有限元网格剖分[J]. 王宗敏,邱志章. 计算力学学报. 2005(06)
[10]水下爆炸冲击波数值模拟中的参数影响[J]. 方斌,朱锡,张振华,梅志远. 哈尔滨工程大学学报. 2005(04)
硕士论文
[1]硫酸盐侵蚀混凝土细观动态本构关系研究[D]. 郭洋.哈尔滨工业大学 2014
[2]硫酸钠侵蚀混凝土材料与结构的率效应研究[D]. 吴竹林.哈尔滨工业大学 2013
[3]硫酸盐侵蚀混凝土的动态抗压力学性能与微细观机理研究[D]. 郭敏.哈尔滨工业大学 2012
[4]爆炸作用下钢筋混凝土梁动力响应数值模拟[D]. 盛利.湖南大学 2007
本文编号：3037352
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同应变率下30%多边形骨料模型的破坏模式
- 17 -t=40 μs t=48 μs t=96 μs0 2图 2-6 不同应变率下 30%圆形骨料模型的破坏模式.2 动态强度分析表 2-2 代表不同骨料形状的混凝土细观模型在不同应变率加载下的动态强度可以横向和纵向分别分析应变率和骨料形状对混凝土动态强度的影响。从横看，在加载应变率为 50 s-1时，多边形骨料模型的强度比圆形骨料模型的强度67%；应变率为100 s-1时，强度差值为0.17%；应变率为500 s-1时，则为1.97%。可以得出，多边形骨料模型的强度比圆形骨料模型的强度略微偏高，但随着应变率的增加，这种差值不明显，总体来说动态强度接近。即在相同骨料含，骨料形状不会对动态强度造成很大的影响，这也说明了混凝土骨料性质的性。从纵向来看，两种骨料形状的混凝土模型的动态强度受应变率的影响较
- 19 -t=40 μs t=48 μs t=96 μs0 2图 2-7 不同应变率下 20%多边形骨料模型的破坏模式2.2 动态强度分析表 2-3 为不同应变率下混凝土多边形骨料含量为 20%和 30%时的动态强度。地，从表格的横向来看，多边形骨料含量为 30%的混凝土模型是的强度比骨量为 20%的混凝土模型强度高，加载应变率为 50 s-1时高出 9.09%，应变率为 s-1时高出 5.86%，应变率为 500 s-1时高出 7.14%。这是因为在混凝土主要成分骨料的弹性模量较大，骨料对混凝土强度的贡献相比砂浆对其强度的贡献较所以骨料含量越大，动态强度则越大。从纵向来看，骨料含量为 20%和 30%凝土模型动态强度随着应变率的提高而增大。对比表 2-2 中圆形骨料含量为的混凝土模型的动态强度，虽然骨料形状不同，但是可以看出含量为 30%的
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸盐环境下混凝土强度变化规律及微观结构分析[J]. 聂良学,许金余,刘远飞,范建设,王宏伟. 振动与冲击. 2016(20)
[2]硫酸盐侵蚀下不同强度等级混凝土力学性能研究[J]. 李娟,张述雄,张海娇,王栋民. 商品混凝土. 2015(07)
[3]水泥砂浆SHPB实验惯性效应的数值模拟[J]. 裴永乐,李金柱,黄风雷. 兵工学报. 2014(S2)
[4]自由水含量对高应变率下水泥砂浆动态力学性能的影响[J]. 丁宁,金龙,张建. 混凝土. 2013(10)
[5]冲击作用下的摩擦力效应实验研究[J]. 蒋国平,郝洪,曾春航,郝逸飞,吴如军,刘纪超. 物理学报. 2013(11)
[6]骨料形状对混凝土拉伸强度的影响[J]. 琚宏昌,陈国荣,夏晓舟. 河海大学学报(自然科学版). 2008(04)
[7]大直径SHPB装置的数值模拟及实验误差分析[J]. 巫绪涛,杨伯源,李和平,董钢. 应用力学学报. 2006(03)
[8]混凝土动力强度提高的机理探讨[J]. 李庆斌,郑丹. 工程力学. 2005(S1)
[9]混凝土细观随机骨料结构与有限元网格剖分[J]. 王宗敏,邱志章. 计算力学学报. 2005(06)
[10]水下爆炸冲击波数值模拟中的参数影响[J]. 方斌,朱锡,张振华,梅志远. 哈尔滨工程大学学报. 2005(04)
硕士论文
[1]硫酸盐侵蚀混凝土细观动态本构关系研究[D]. 郭洋.哈尔滨工业大学 2014
[2]硫酸钠侵蚀混凝土材料与结构的率效应研究[D]. 吴竹林.哈尔滨工业大学 2013
[3]硫酸盐侵蚀混凝土的动态抗压力学性能与微细观机理研究[D]. 郭敏.哈尔滨工业大学 2012
[4]爆炸作用下钢筋混凝土梁动力响应数值模拟[D]. 盛利.湖南大学 2007
本文编号：3037352
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