【摘要】：混凝土作為一種常用的建筑材料,在寒冷地區(qū)的工程建設(shè)時,會經(jīng)常處于凍融循環(huán)的工程環(huán)境中。在開發(fā)隧道、礦井等深部地下工程時,隨著埋深的不同,巖體內(nèi)部會產(chǎn)生不同強度等級的地應(yīng)力,作為襯砌材料的混凝土又會受到復(fù)雜的圍壓作用。此外爆破產(chǎn)生的沖擊荷載、壩體受到的動水壓力,交通荷載等也是混凝土經(jīng)常面臨的動荷載作用。長期以來,學(xué)者們主要研究混凝土的靜力學(xué)性能,對極端溫度下的動力學(xué)性能特別是處于復(fù)雜圍壓下的力學(xué)性能研究較少。所以本文考慮凍融循環(huán)作用、圍壓作用以及高應(yīng)變率,對混凝土展開的力學(xué)性能研究可以為寒區(qū)工程建設(shè)提供一定的理論依據(jù)。本文以C35混凝土為研究對象,利用SHPB試驗系統(tǒng),對經(jīng)歷不同凍融循環(huán)次數(shù)的混凝土試件系統(tǒng)地展開動力抗壓試驗研究。通過對比分析應(yīng)力-應(yīng)變曲線,分析了峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變和應(yīng)變率與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系;最后進(jìn)行破碎篩分試驗,分析破碎塊體的分形維數(shù),揭示了單軸沖擊荷載作用下混凝土試件的破碎規(guī)律,并且從能量角度,分析混凝土宏觀破碎狀態(tài)與能量吸收之間的關(guān)系。全文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)對混凝土試件進(jìn)行凍融循環(huán)試驗,觀察和記錄經(jīng)歷不同凍融循環(huán)次數(shù)后混凝土試件裂紋發(fā)育現(xiàn)象,分析基本物理量變化。研究表明:凍融循環(huán)過程中,隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,試件的質(zhì)量損失率、體積增長率、孔隙率一直在增加。在凍融循環(huán)50次后,試件損壞較嚴(yán)重。(2)對凍融循環(huán)后的試件進(jìn)行單軸和主動圍壓及三種應(yīng)變率下沖擊壓縮試驗,分析比較應(yīng)力-應(yīng)變曲線,揭示了凍融循環(huán)次數(shù)、加載速率和圍壓等因素對沖擊壓縮性能的影響規(guī)律。研究表明:峰值應(yīng)力具有明顯的應(yīng)變率強化效應(yīng),凍融循環(huán)對混凝土的力學(xué)性能具有劣化作用,隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,峰值應(yīng)力降低;圍壓作用可以提高試件的力學(xué)性能,同樣的加載速率和凍融循環(huán)次數(shù)下,試件的破壞程度減小。(3)對單軸沖擊后的破碎塊體進(jìn)行篩分試驗,分析塊體的分形維數(shù),揭示了分形維數(shù)與凍融循環(huán)次數(shù)之間的規(guī)律,研究表明:分形維數(shù)越大,破碎程度越大;從能量的角度研究了混凝土受單軸沖擊荷載過程中各階段能量的耗散規(guī)律,表明混凝土破碎過程中,隨著加載速率的增加,吸收能越大;隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,吸收能越小。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU528
【圖文】：

技術(shù)路線圖

混凝土試件制作所用儀器

切割打磨好的試件

【參考文獻(xiàn)】

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1 葉學(xué)華;許金余;劉俊良;;氧化鋁空心球復(fù)摻玄武巖纖維輕骨料混凝土動力學(xué)性能[J];振動與沖擊;2015年16期

2 張永亮;朱大勇;姚華彥;李永池;高光發(fā);應(yīng)國柱;;干燥和飽和狀態(tài)下混凝土動靜態(tài)壓縮性能試驗研究及其本構(gòu)關(guān)系[J];建筑結(jié)構(gòu);2015年12期

3 桂春陽;王圣堯;閆秀峰;巫緒濤;;再生混凝土的SHPB實驗及能量耗散分析[J];工程與建設(shè);2015年03期

4 李夕兵;王世鳴;周韜;黃麟淇;周健;;不同沖擊條件下早齡期混凝土的力學(xué)特性[J];中國有色金屬學(xué)報;2015年06期

5 任韋波;許金余;劉遠(yuǎn)飛;蘇灝揚;;高溫后玄武巖纖維混凝土沖擊破碎分形特征[J];振動與沖擊;2014年10期

6 施勁松;許金余;任韋波;蘇灝揚;;高溫后混凝土沖擊破碎能耗及分形特征研究[J];兵工學(xué)報;2014年05期

7 祝金鵬;高永青;林波;;混凝土凍融損傷雙軸強度破壞準(zhǔn)則[J];山東交通學(xué)院學(xué)報;2013年04期

8 李新平;路亞妮;王仰君;;凍融荷載耦合作用下單裂隙巖體損傷模型研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2013年11期

9 杜鵬;姚燕;王玲;王陣地;曹銀;;混凝土凍融損傷演化方程的初步建立[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報;2013年04期

10 巫緒濤;胡俊;謝思發(fā);;EPS混凝土的動態(tài)劈裂強度和能量耗散[J];爆炸與沖擊;2013年04期

本文編號：2801061