不同圍壓下C60混凝土三軸壓縮過(guò)程能量分析
發(fā)布時(shí)間:2021-09-23 04:36
針對(duì)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下高強(qiáng)混凝土受壓變形破壞過(guò)程中的能量演化機(jī)制問(wèn)題,開(kāi)展不同圍壓下C60高強(qiáng)混凝土試樣三軸壓縮試驗(yàn),分析其在受力全過(guò)程中的變形與破壞特征。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,探究了不同圍壓下高強(qiáng)混凝土三軸壓縮過(guò)程能量演化機(jī)制。研究結(jié)果表明:圍壓越大,混凝土試樣破壞時(shí),其峰值應(yīng)力與峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的軸向應(yīng)變?cè)酱?破壞形式由張拉破壞向剪切破壞過(guò)渡;峰值應(yīng)力前,混凝土試樣主要以彈性應(yīng)變能儲(chǔ)存為主,峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)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(mǎn)足指數(shù)函數(shù)關(guān)系,其形狀改變系數(shù)FX與軸向應(yīng)力呈正比關(guān)系,體積改變系數(shù)FV與軸向應(yīng)力呈反比關(guān)系;達(dá)到峰值應(yīng)力時(shí),體積改變系數(shù)FV小于形狀改變系數(shù)FX;峰值應(yīng)力后,主要以彈性應(yīng)變能釋放為主,并隨著混凝土試樣的破壞轉(zhuǎn)化為各種形式的能量耗散。研究結(jié)果可為今后從能量角度研究高強(qiáng)混凝土本構(gòu)關(guān)系提供有益參考。
【文章來(lái)源】:應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
60高強(qiáng)混凝土標(biāo)準(zhǔn)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(guò)程能量分析2087的變化關(guān)系,建立了能量起裂準(zhǔn)則等。綜上所述,國(guó)內(nèi)外學(xué)者從能量角度研究巖石和混凝土材料力學(xué)行為已取得不少成果,但有關(guān)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下高強(qiáng)混凝土受壓變形破壞過(guò)程中的能量演化機(jī)制方面的研究還鮮有報(bào)道。本文以C60高強(qiáng)混凝土為研究對(duì)象,開(kāi)展MTS巖石試驗(yàn)系統(tǒng)在不同圍壓下混凝土的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn),分析其在受力全過(guò)程中的變形與破壞特征。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,探究混凝土壓縮變形破壞過(guò)程中輸入能密度、彈性應(yīng)變能密度、耗散能密度的演化機(jī)制。2C60高強(qiáng)混凝土三軸壓縮試驗(yàn)2.1試驗(yàn)材料依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》配制強(qiáng)度等級(jí)為C60的高強(qiáng)混凝土。水泥采用海螺P·Ⅱ52.5R普通硅酸鹽水泥,各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)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(xì)骨料選用細(xì)度模數(shù)為2.73、含泥量為1.45%的中粗砂。外加劑為NF-F復(fù)合型高效外加劑,礦渣和硅粉占比分別為73%和20%。通過(guò)正交試驗(yàn)確定C60高強(qiáng)混凝土設(shè)計(jì)配合比,見(jiàn)表2。表1P·Ⅱ52.5R普通硅酸鹽水泥各項(xiàng)指標(biāo)Tab.1PropertiesoftheP·Ⅱ52.5Rportlandcement混合材料摻量(mixingmaterialcontent)/(%)石膏摻量(gypsumcontent)/(%)凝結(jié)時(shí)間(settingtime)/min抗折強(qiáng)度(flexuralstrength)/MPa抗壓強(qiáng)度(compressivestrength)/MPa初凝時(shí)間(initialsettingtime)終凝時(shí)間(finalsettingtime)3d28d3d28d3.16.61261786.231.78.560.9表2C60混凝土設(shè)計(jì)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(qiáng)混
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于能量原理的巖石起裂準(zhǔn)則[J]. 任猛,高鴻集,董智文. 礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā). 2019(08)
[2]基于能量耗散原理的混凝土力學(xué)損傷模型[J]. 李忠友,劉元雪,姚志華,徐旭,武銀鳳. 土木工程學(xué)報(bào). 2019(S1)
[3]基于彈性應(yīng)變能的巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則[J]. 郭建強(qiáng),劉新榮,王軍保,黃質(zhì)宏. 巖土力學(xué). 2016(S2)
[4]不同應(yīng)力路徑下砂巖能耗變化規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 陳子全,李天斌,陳國(guó)慶,馬春馳. 工程力學(xué). 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(yuǎn),王在泉,馬紹瓊. 煤炭學(xué)報(bào). 2014(07)
[6]不同圍壓下灰?guī)r三軸壓縮過(guò)程能量分析[J]. 田勇,俞然剛. 巖土力學(xué). 2014(01)
[7]大理巖加卸荷破壞過(guò)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(xué)與工程學(xué)報(bào). 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(jī)制的混凝土受壓損傷模型[J]. 龍渝川,李正良. 工程力學(xué). 2010(S2)
[10]巖體變形破壞過(guò)程的能量機(jī)制[J]. 謝和平,鞠楊,黎立云,彭瑞東. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2008(09)
碩士論文
[1]高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)研究[D]. 李靜宇.河北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3405049
【文章來(lái)源】:應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
60高強(qiáng)混凝土標(biāo)準(zhǔn)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(guò)程能量分析2087的變化關(guān)系,建立了能量起裂準(zhǔn)則等。綜上所述,國(guó)內(nèi)外學(xué)者從能量角度研究巖石和混凝土材料力學(xué)行為已取得不少成果,但有關(guān)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下高強(qiáng)混凝土受壓變形破壞過(guò)程中的能量演化機(jī)制方面的研究還鮮有報(bào)道。本文以C60高強(qiáng)混凝土為研究對(duì)象,開(kāi)展MTS巖石試驗(yàn)系統(tǒng)在不同圍壓下混凝土的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn),分析其在受力全過(guò)程中的變形與破壞特征。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,探究混凝土壓縮變形破壞過(guò)程中輸入能密度、彈性應(yīng)變能密度、耗散能密度的演化機(jī)制。2C60高強(qiáng)混凝土三軸壓縮試驗(yàn)2.1試驗(yàn)材料依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》配制強(qiáng)度等級(jí)為C60的高強(qiáng)混凝土。水泥采用海螺P·Ⅱ52.5R普通硅酸鹽水泥,各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)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(xì)骨料選用細(xì)度模數(shù)為2.73、含泥量為1.45%的中粗砂。外加劑為NF-F復(fù)合型高效外加劑,礦渣和硅粉占比分別為73%和20%。通過(guò)正交試驗(yàn)確定C60高強(qiáng)混凝土設(shè)計(jì)配合比,見(jiàn)表2。表1P·Ⅱ52.5R普通硅酸鹽水泥各項(xiàng)指標(biāo)Tab.1PropertiesoftheP·Ⅱ52.5Rportlandcement混合材料摻量(mixingmaterialcontent)/(%)石膏摻量(gypsumcontent)/(%)凝結(jié)時(shí)間(settingtime)/min抗折強(qiáng)度(flexuralstrength)/MPa抗壓強(qiáng)度(compressivestrength)/MPa初凝時(shí)間(initialsettingtime)終凝時(shí)間(finalsettingtime)3d28d3d28d3.16.61261786.231.78.560.9表2C60混凝土設(shè)計(jì)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(qiáng)混
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于能量原理的巖石起裂準(zhǔn)則[J]. 任猛,高鴻集,董智文. 礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā). 2019(08)
[2]基于能量耗散原理的混凝土力學(xué)損傷模型[J]. 李忠友,劉元雪,姚志華,徐旭,武銀鳳. 土木工程學(xué)報(bào). 2019(S1)
[3]基于彈性應(yīng)變能的巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則[J]. 郭建強(qiáng),劉新榮,王軍保,黃質(zhì)宏. 巖土力學(xué). 2016(S2)
[4]不同應(yīng)力路徑下砂巖能耗變化規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 陳子全,李天斌,陳國(guó)慶,馬春馳. 工程力學(xué). 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(yuǎn),王在泉,馬紹瓊. 煤炭學(xué)報(bào). 2014(07)
[6]不同圍壓下灰?guī)r三軸壓縮過(guò)程能量分析[J]. 田勇,俞然剛. 巖土力學(xué). 2014(01)
[7]大理巖加卸荷破壞過(guò)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(xué)與工程學(xué)報(bào). 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(jī)制的混凝土受壓損傷模型[J]. 龍渝川,李正良. 工程力學(xué). 2010(S2)
[10]巖體變形破壞過(guò)程的能量機(jī)制[J]. 謝和平,鞠楊,黎立云,彭瑞東. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2008(09)
碩士論文
[1]高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)研究[D]. 李靜宇.河北工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3405049
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