复杂应力状态下再生混凝土本构关系研究

发布时间：2017-12-22 08:24

本文关键词：复杂应力状态下再生混凝土本构关系研究　出处：《北方工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近些年来,我国经济发展迅速,建筑总量日益增长。混凝土作为现代建筑的主要材料,需求量越来越大。2006年以来中国每年消费混凝土的总量都相当于全世界总用量的500%以上。与此同时,我国每年不断地产生数以亿吨的建筑垃圾,这些垃圾的数量己占到城市垃圾的30%～400%,这其中50%～60%为废弃混凝土。从节约资源和保护环境的角度考虑,对废弃混凝土回收通过处理制成新混凝土(即再生混凝土)再次使用是一个非常好的处理方法,因此对再生混凝土的研究和利用是十分必要的。在实际工程中要想对再生混凝土投入使用,就必须对其力学性能进行非常透彻的研究,从而建立相关规范。用于实际工程的结构混凝土往往都处于多轴应力状态下,因此复杂应力状态下的本构关系作为再生混凝土的一个重要的力学性能指标,研究价值非常高。本文作者在大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室结构分室,采用混凝土动三轴试验机对再生混凝土进行了多种应力比状态下的单轴和多轴静态加载试验。应力状态包括6种:单轴拉、单轴压、双轴压、双轴拉压、三轴压和三轴拉压压。主要研究工作具体如下:1.对三种强度等级(C20、C40、C60)两种替代率(30%、50%)的再生混凝土进行了单轴受拉及采取减摩措施的单轴受压试验。给出了再生混凝土在单轴受拉和单轴受压应力状态下的破坏形态、应力-应变曲线和带有参数的应力-应变曲线方程。再生混凝土在单轴受拉、单轴受压应力状态下的破坏形态分别为拉断破坏和柱状破坏。与普通混凝土相比,再生混凝土单轴受拉破坏面更为粗糙,单轴受压状态下破坏后试件更加粉碎,周围碎片更多。相同条件下再生混凝土强度略低于普通混凝土且替代率越高强度降低越明显。应力-应变曲线几何形状与普通混凝土大致相同。2.对三种强度等级(C20、C40、C60)两种替代率(30%、50%)的再生混凝土进行了5种应力比条件下(α=σ_2:σ_3 =-0.1:-1;-0.25:-1;-0.5:-1;-0.75:-1;-1:-1)双轴受压应力状态的试验和5种应力比条件下(α=σ_1:σ_3 = 0.05:-1;0.1:-1;0.25:-1;0.5:-1;1:-1)双轴拉压应力状态的试验。给出了再生混凝土在双轴受压和双轴拉压应力状态下的破坏形态、强度规律、应变规律、弹性模量规律以及应力-应变曲线和带有参数的等效单轴应力应变曲线方程。再生混凝土在双轴受压和双轴拉压应力状态下的破坏形态分别片状破坏和拉断破坏。再生骨料替代率的变化不会改变再生混凝土宏观破坏形态,但是替代率越高加载后的试块越粉碎。再生混凝土在双轴应力状态下的强度随应力比的改变有规律性,且较单轴强度提升1～3倍左右。等效单轴应力-应变曲线与普通混凝土类似且因应力比和再生骨料替代率的变化而有所不同。3.对三种强度等级(C20、C40、C60)两种替代率(300%、500%)的再生混凝土进行了5种应力比条件下(α=σ_1:σ_2:σ_3=-0.1:-0.1:-1;-0.1:-0.25:-1;-0.1:-0.5:-1;-0.1:-0.75:-1;-0.1:-1:-1)三轴受压应力状态的试验和3种应力比条件下(α=σ_1:σ_2:σ_3 = 0.1:-1:-1;0.25:-0.25:-1;0.25:-0.5:-1)三轴拉压压应力状态的试验。给出再生混凝土在三轴受力应力状态下的破坏形态、强度规律、变形规律、弹性模量规律以及应力-应变曲线和带有参数的应力-应变曲线方程。再生混凝土在轴压和三轴拉压压应力状态下下的破坏形态分别为"V"型斜剪破坏和拉断破坏。三轴压强度较单轴强度提升非常大,有2～5倍之多。峰值应力和峰值应变随应力变化存在规律性。等效单轴应力-应变曲线与普通混凝土类似且因应力比和再生骨料替代率的变化而有所不同。
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU528

【参考文献】

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