不同圍壓下C60混凝土三軸壓縮過程能量分析
發(fā)布時間：2021-09-23 04:36
針對復雜應力狀態(tài)下高強混凝土受壓變形破壞過程中的能量演化機制問題,開展不同圍壓下C60高強混凝土試樣三軸壓縮試驗,分析其在受力全過程中的變形與破壞特征。根據試驗結果,探究了不同圍壓下高強混凝土三軸壓縮過程能量演化機制。研究結果表明:圍壓越大,混凝土試樣破壞時,其峰值應力與峰值應力對應的軸向應變越大,破壞形式由張拉破壞向剪切破壞過渡;峰值應力前,混凝土試樣主要以彈性應變能儲存為主,峰值應力對應的輸入能密度和耗散能密度均隨圍壓的增大而增大,且均與圍壓滿足指數函數關系,其形狀改變系數FX與軸向應力呈正比關系,體積改變系數FV與軸向應力呈反比關系;達到峰值應力時,體積改變系數FV小于形狀改變系數FX;峰值應力后,主要以彈性應變能釋放為主,并隨著混凝土試樣的破壞轉化為各種形式的能量耗散。研究結果可為今后從能量角度研究高強混凝土本構關系提供有益參考。
【文章來源】：應用力學學報. 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
60高強混凝土標準試樣Fig.1C60highstrengthconcretestandardsample2.2
第5期李毅，等：不同圍壓下C60混凝土三軸壓縮過程能量分析2087的變化關系，建立了能量起裂準則等。綜上所述，國內外學者從能量角度研究巖石和混凝土材料力學行為已取得不少成果，但有關復雜應力狀態(tài)下高強混凝土受壓變形破壞過程中的能量演化機制方面的研究還鮮有報道。本文以C60高強混凝土為研究對象，開展MTS巖石試驗系統在不同圍壓下混凝土的常規(guī)三軸壓縮試驗，分析其在受力全過程中的變形與破壞特征。根據試驗結果，探究混凝土壓縮變形破壞過程中輸入能密度、彈性應變能密度、耗散能密度的演化機制。2C60高強混凝土三軸壓縮試驗2.1試驗材料依據《普通混凝土配合比設計規(guī)程》配制強度等級為C60的高強混凝土。水泥采用海螺P·Ⅱ52.5R普通硅酸鹽水泥，各項指標見表1。粗骨料選用玄武巖碎石，碎石粒徑為5mm~20mm，堆積密度為1455kg/m3。細骨料選用細度模數為2.73、含泥量為1.45%的中粗砂。外加劑為NF-F復合型高效外加劑，礦渣和硅粉占比分別為73%和20%。通過正交試驗確定C60高強混凝土設計配合比，見表2。表1P·Ⅱ52.5R普通硅酸鹽水泥各項指標Tab.1PropertiesoftheP·Ⅱ52.5Rportlandcement混合材料摻量(mixingmaterialcontent)/(%)石膏摻量(gypsumcontent)/(%)凝結時間(settingtime)/min抗折強度(flexuralstrength)/MPa抗壓強度(compressivestrength)/MPa初凝時間(initialsettingtime)終凝時間(finalsettingtime)3d28d3d28d3.16.61261786.231.78.560.9表2C60混凝土設計配合比Tab.2TheoptimizationofmixproportionforC60concrete水泥(cement)/kg外加劑(additives)/kg膠凝材料(cementingagent)/kg
3=20MPa表3C60高強混
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于能量原理的巖石起裂準則[J]. 任猛,高鴻集,董智文. 礦業(yè)研究與開發(fā). 2019(08)
[2]基于能量耗散原理的混凝土力學損傷模型[J]. 李忠友,劉元雪,姚志華,徐旭,武銀鳳. 土木工程學報. 2019(S1)
[3]基于彈性應變能的巖石強度準則[J]. 郭建強,劉新榮,王軍保,黃質宏. 巖土力學. 2016(S2)
[4]不同應力路徑下砂巖能耗變化規(guī)律試驗研究[J]. 陳子全,李天斌,陳國慶,馬春馳. 工程力學. 2016(06)
[5]巖石加荷破壞彈性能和耗散能演化特性[J]. 張黎明,高速,任明遠,王在泉,馬紹瓊. 煤炭學報. 2014(07)
[6]不同圍壓下灰?guī)r三軸壓縮過程能量分析[J]. 田勇,俞然剛. 巖土力學. 2014(01)
[7]大理巖加卸荷破壞過程的能量演化特征分析[J]. 張黎明,高速,王在泉,叢宇. 巖石力學與工程學報. 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]基于能量耗散機制的混凝土受壓損傷模型[J]. 龍渝川,李正良. 工程力學. 2010(S2)
[10]巖體變形破壞過程的能量機制[J]. 謝和平,鞠楊,黎立云,彭瑞東. 巖石力學與工程學報. 2008(09)
碩士論文
[1]高強混凝土強度檢測技術試驗研究[D]. 李靜宇.河北工業(yè)大學 2006
本文編號：3405049
【文章來源】：應用力學學報. 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章頁數】：9 頁
【部分圖文】：
60高強混凝土標準試樣Fig.1C60highstrengthconcretestandardsample2.2
第5期李毅，等：不同圍壓下C60混凝土三軸壓縮過程能量分析2087的變化關系，建立了能量起裂準則等。綜上所述，國內外學者從能量角度研究巖石和混凝土材料力學行為已取得不少成果，但有關復雜應力狀態(tài)下高強混凝土受壓變形破壞過程中的能量演化機制方面的研究還鮮有報道。本文以C60高強混凝土為研究對象，開展MTS巖石試驗系統在不同圍壓下混凝土的常規(guī)三軸壓縮試驗，分析其在受力全過程中的變形與破壞特征。根據試驗結果，探究混凝土壓縮變形破壞過程中輸入能密度、彈性應變能密度、耗散能密度的演化機制。2C60高強混凝土三軸壓縮試驗2.1試驗材料依據《普通混凝土配合比設計規(guī)程》配制強度等級為C60的高強混凝土。水泥采用海螺P·Ⅱ52.5R普通硅酸鹽水泥，各項指標見表1。粗骨料選用玄武巖碎石，碎石粒徑為5mm~20mm，堆積密度為1455kg/m3。細骨料選用細度模數為2.73、含泥量為1.45%的中粗砂。外加劑為NF-F復合型高效外加劑，礦渣和硅粉占比分別為73%和20%。通過正交試驗確定C60高強混凝土設計配合比，見表2。表1P·Ⅱ52.5R普通硅酸鹽水泥各項指標Tab.1PropertiesoftheP·Ⅱ52.5Rportlandcement混合材料摻量(mixingmaterialcontent)/(%)石膏摻量(gypsumcontent)/(%)凝結時間(settingtime)/min抗折強度(flexuralstrength)/MPa抗壓強度(compressivestrength)/MPa初凝時間(initialsettingtime)終凝時間(finalsettingtime)3d28d3d28d3.16.61261786.231.78.560.9表2C60混凝土設計配合比Tab.2TheoptimizationofmixproportionforC60concrete水泥(cement)/kg外加劑(additives)/kg膠凝材料(cementingagent)/kg
3=20MPa表3C60高強混
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于能量原理的巖石起裂準則[J]. 任猛,高鴻集,董智文. 礦業(yè)研究與開發(fā). 2019(08)
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[3]基于彈性應變能的巖石強度準則[J]. 郭建強,劉新榮,王軍保,黃質宏. 巖土力學. 2016(S2)
[4]不同應力路徑下砂巖能耗變化規(guī)律試驗研究[J]. 陳子全,李天斌,陳國慶,馬春馳. 工程力學. 2016(06)
[5]巖石加荷破壞彈性能和耗散能演化特性[J]. 張黎明,高速,任明遠,王在泉,馬紹瓊. 煤炭學報. 2014(07)
[6]不同圍壓下灰?guī)r三軸壓縮過程能量分析[J]. 田勇,俞然剛. 巖土力學. 2014(01)
[7]大理巖加卸荷破壞過程的能量演化特征分析[J]. 張黎明,高速,王在泉,叢宇. 巖石力學與工程學報. 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]基于能量耗散機制的混凝土受壓損傷模型[J]. 龍渝川,李正良. 工程力學. 2010(S2)
[10]巖體變形破壞過程的能量機制[J]. 謝和平,鞠楊,黎立云,彭瑞東. 巖石力學與工程學報. 2008(09)
碩士論文
[1]高強混凝土強度檢測技術試驗研究[D]. 李靜宇.河北工業(yè)大學 2006
本文編號：3405049
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