鋼管冰短柱軸壓力學性能研究.pdf

1、混凝土以其原材料來源廣，就地取材，工藝簡便，生產(chǎn)成本低而被廣泛用于工程建設(shè)領(lǐng)域當中。但在永凍地區(qū)特別是兩極地區(qū)，混凝土的使用受到限制，因此冰這種材料就凸顯出其優(yōu)勢。但是冰因其強度低、變形能力差而不能被廣泛地運用到工程領(lǐng)域。參照鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的工作原理，本文提出鋼管冰柱這一組合結(jié)構(gòu)，并進行有關(guān)力學試驗研究。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)對9個鋼管壁厚分別2mm、3mm、4mm的圓鋼管冰短柱和9個鋼管壁厚分別2mm、3mm、4mm的方

2、鋼管冰短柱進行了單軸壓縮試驗研究，試驗參數(shù)是鋼管壁厚。試驗結(jié)果表明:核心冰柱因處于三向受力狀態(tài)，其壓縮強度和變形能力都得到大幅提高;由于冰的強度低，鋼管的軸向承載力占試件總承載力的大部分;隨著鋼管壁厚的增加，核心冰柱受到的橫向約束作用越來越強;由于圓鋼管對核心冰柱的約束作用較方鋼管好，因此前者的承載力和變形能力都更高。
　　(2)基于試驗數(shù)據(jù)，對試件進行剝離應(yīng)力分析，最終得到了鋼管的軸向應(yīng)力—軸向應(yīng)變關(guān)系曲線、橫向應(yīng)力—軸向應(yīng)變關(guān)

3、系曲線、折算應(yīng)力—軸向應(yīng)變關(guān)系曲線、約束應(yīng)力—軸向應(yīng)變關(guān)系曲線及核心冰柱的軸向應(yīng)力—軸向應(yīng)變的關(guān)系曲線，把處于復(fù)雜受力狀態(tài)的核心冰柱和鋼管分解開來，并分析了兩者的相互作用機理，對鋼管和核心冰柱的協(xié)調(diào)作用關(guān)系有了更加明了和深刻的認識。
　　(3)基于剝離分析得到的核心冰柱應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)，經(jīng)回歸得到了本試驗條件下處于復(fù)雜應(yīng)力場的核心冰柱的本構(gòu)模型，通過與試驗數(shù)據(jù)比較，其吻合較好。但由于試驗參數(shù)單一、參數(shù)變化范圍小，還需進一步試驗研