本文關鍵詞：三級配礦渣混凝土力學性能尺寸效應試驗研究

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【摘要】：尺寸效應是個普遍存在的現(xiàn)象,對于混凝土這樣的異質(zhì)性材料,尺寸效應現(xiàn)象更加突出。相同材料的強度使用不同尺寸的試樣,試驗結(jié)果是不同的�，F(xiàn)在的水工大壩、橋梁等構(gòu)件通常采用全級配或者三級配混凝土,尺寸都比較大,很難進行足尺模型試驗來測定其強度,所以工程中一般選擇濕篩法成型小尺寸試件來進行大壩設計和安全鑒定。研究人員在不斷的研究,用濕篩混凝土來反映全級配混凝土這一措施是否可行,以及如何改進。這就要求我們尋找一種經(jīng)濟、安全、可行的實驗室縮尺模擬的方法,建立混凝土大試件與縮尺模型的關系,從而可以通過縮尺模型來反映大尺寸試件的真實強度性能。本文比較系統(tǒng)的研究了不同試件尺寸、不同強度等級和不同礦渣摻量的濕篩二級配混凝土和三級配混凝土基本力學性能及其尺寸效應,并運用尺寸效應理論得出其尺寸效應率的計算公式,確定三級配礦渣混凝土的抗壓強度和劈拉強度尺寸效應的臨界尺寸和臨界強度。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究礦渣摻量對濕篩二級配和三級配混凝土抗壓強度和劈拉強度影響規(guī)律可知,礦渣摻量的最優(yōu)摻量應不超過40%,礦渣摻量為30%時的混凝土強度值均高于其他摻量混凝土,當?shù)V渣摻量大于40%,隨著礦渣摻量的增加,混凝土強度呈線性下降。(2)濕篩二級配和三級配混凝土抗壓強度和劈拉強度均存在尺寸效應現(xiàn)象,即小尺寸試件的強度值高于大尺寸試件,且強度等級對尺寸效應的影響較大,礦渣摻量對尺寸效應影響較小;三級配混凝土的尺寸效應度比濕篩二級配混凝土更大,也就是說前者的尺寸效應現(xiàn)象更顯著,對于礦渣摻量為30%的C15混凝土抗壓強度,濕篩二級配混凝土的尺寸效應度250??和300??與三級配混凝土比值分別是87%和91%;混凝土劈拉強度的尺寸效應現(xiàn)象比抗壓強度更加顯著,對于礦渣摻量為0%的三級配C20混凝土,其抗壓強度尺寸效應度250?和300?與劈拉強度尺寸效應度的比值分別為79%和95%。(3)三級配礦渣混凝土試件的抗壓強度和劈拉強度均小于濕篩二級配礦渣混凝土,抗壓強度比值在0.78~0.92之間,平均值為0.86;劈拉強度比值在0.58~0.78之間,平均值為0.66。從細觀機理分析可知,二者的差異與混凝土內(nèi)部裂紋尺寸以及骨料和水泥漿界面的強度有很大的關系。由于二者強度比值比較離散,因此不能將濕篩混凝土試驗值直接作為三級配混凝土工程的設計與檢測依據(jù),具有局限性,建議具備試驗條件的試驗研究和工程展開全級配試驗研究。(4)通過本次強度試驗實測值與Bazant尺寸效應律和多重分形尺寸效應律的計算公式進行擬合之后可以得到兩種計算公式的參數(shù),從而可以分別得到濕篩二級配和三級配混凝土在不同強度等級、不同礦渣摻量的抗壓強度、劈拉強度尺寸效應率計算公式。從尺寸效應率公式的擬合情況來看,以上兩種尺寸效應率公式均可較好的預測濕篩二級配和三級配混凝土抗壓、劈拉強度的尺寸效應。但是試件尺寸為100mm立方體混凝土強度擬合情況較差,故不能以該尺寸的立方體混凝土試件強度來預測濕篩二級配混凝土力學性能;而試件尺寸為200mm的立方體混凝土試件強度與兩種尺寸效應率擬合情況良好,故可以用該尺寸的立方體混凝土試件強度來預測三級配混凝土強度。(5)通過Bazant尺寸效應率和多重分形尺寸效應率計算公式求得不同強度等級和不同礦渣摻量的三級配混凝土試件的臨界尺寸crD和臨界強度crf,可以為大摻量礦渣的三級配混凝土的力學性能試驗研究和工程應用提供參考。
【關鍵詞】：三級配混凝土 尺寸效應 力學性能 臨界尺寸 臨界強度
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV431
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 混凝土尺寸效應研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 尺寸效應的概念12-13
• 1.2.2 尺寸效應的基本理論13-17
• 1.2.3 尺寸效應的試驗研究17
• 1.3 全級配與濕篩二級配混凝土基本力學性能研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 主要存在的問題19-20
• 1.5 本文的研究內(nèi)容和技術(shù)路線20-22
• 1.5.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.5.2 技術(shù)路線21-22
• 第二章 試驗原材料與試驗設計22-28
• 2.1 試驗原材料22-23
• 2.2 試驗設計23-24
• 2.2.1 抗壓強度試驗23-24
• 2.2.2 抗拉強度試驗24
• 2.3 試驗配合比24-25
• 2.4 試件制作和養(yǎng)護25-26
• 2.4.1 試件的制作25
• 2.4.2 試件的養(yǎng)護25-26
• 2.5 試驗設備和試驗方法26-27
• 2.5.1 試驗設備26
• 2.5.2 試驗方法26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 三級配混凝土抗壓強度的尺寸效應研究28-45
• 3.1 混凝土抗壓強度試驗28
• 3.2 濕篩二級配混凝土抗壓強度試驗結(jié)果分析28-34
• 3.2.1 礦渣摻量28-31
• 3.2.2 尺寸效應31-34
• 3.2.3 強度等級34
• 3.3 三級配混凝土抗壓強度試驗結(jié)果分析34-40
• 3.3.1 礦渣摻量34-37
• 3.3.2 尺寸效應37-39
• 3.3.3 強度等級39-40
• 3.4 濕篩二級配與三級配混凝土抗壓強度試驗綜合對比分析40-44
• 3.4.1 抗壓強度試驗結(jié)果對比分析40-42
• 3.4.2 抗壓強度尺寸效應對比分析42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 三級配混凝土抗拉強度的尺寸效應研究45-61
• 4.1 混凝土抗拉強度試驗45
• 4.2 濕篩二級配混凝土劈拉強度試驗結(jié)果分析45-51
• 4.2.1 礦渣摻量45-47
• 4.2.2 尺寸效應47-51
• 4.2.3 強度等級51
• 4.3 三級配混凝土劈拉強度試驗結(jié)果分析51-56
• 4.3.1 礦渣摻量51-53
• 4.3.2 尺寸效應53-55
• 4.3.3 強度等級55-56
• 4.4 濕篩二級配與三級配混凝土劈拉強度試驗綜合對比分析56-59
• 4.4.1 劈拉強度試驗結(jié)果對比分析56-58
• 4.4.2 劈拉強度尺寸效應對比分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第五章 混凝土尺寸效應的臨界尺寸和臨界強度61-80
• 5.1 尺寸效應理論參數(shù)計算61-76
• 5.1.1 尺寸效應理論61-62
• 5.1.2 混凝土抗壓強度尺寸效應參數(shù)的計算62-69
• 5.1.3 混凝土劈抗強度尺寸效應參數(shù)的計算69-76
• 5.2 三級配礦渣混凝土力學性能的臨界尺寸和臨界強度76-79
• 5.2.1 抗壓強度的臨界尺寸和臨界強度76
• 5.2.2 劈拉強度的臨界尺寸和臨界強度76-79
• 5.3 現(xiàn)行方法探討79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第六章 結(jié)論與展望80-82
• 6.1 結(jié)論80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-87
• 作者簡介87

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