混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、混凝土材料的動(dòng)態(tài)性能是當(dāng)前大型混凝土結(jié)構(gòu)(如橋梁、高拱壩等)設(shè)計(jì)和抗震安全評(píng)價(jià)中的薄弱環(huán)節(jié)。本文在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)混凝土材料的動(dòng)態(tài)性能及其發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究。 考慮到地震荷載作用下大型混凝土結(jié)構(gòu)響應(yīng)的特點(diǎn)，對(duì)混凝土進(jìn)行了單向應(yīng)力狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)拉、壓試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了應(yīng)變速率對(duì)混凝土強(qiáng)度及變形特性的影響，分析了在不同應(yīng)變速率下強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、臨界應(yīng)變以及吸能能力等特性的變化規(guī)律及其發(fā)生機(jī)理，給出了描述混凝土在不同應(yīng)變速率下

2、應(yīng)力應(yīng)變曲線的表達(dá)式；并對(duì)混凝土的動(dòng)態(tài)破壞過程進(jìn)行了探討。 研究了混凝土材料在不同環(huán)境條件下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。對(duì)于處在不同環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，溫度和濕度是其必須考慮的兩個(gè)重要因素。本文對(duì)混凝土材料在不同溫度和濕度條件下的動(dòng)態(tài)拉伸和壓縮性能進(jìn)行了深入的分析，研究了在不同環(huán)境下混凝土動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和變形的變化規(guī)律；探討了混凝土材料動(dòng)態(tài)特性的發(fā)生機(jī)理，對(duì)混凝土強(qiáng)度與變形的速率敏感性從物理意義上給出了合理解釋。 考慮到實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)的受

3、力特點(diǎn)，研究了荷載歷史和加載方式對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)性能的影響作用。研究了混凝土在變幅循環(huán)荷載條件下的動(dòng)態(tài)抗拉性能，考慮了初始靜態(tài)荷載大小、循環(huán)頻率以及循環(huán)增幅對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和變形特性的影響；研究了不同初始靜態(tài)荷載大小對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度和變形特性的影響作用。對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了研究，提出了采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的新途徑。 研究了混凝土材料在雙向應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)性能。試驗(yàn)中采用兩種加載方式：一種為不同

4、應(yīng)變速率下的雙向比例加載，另一種為保持一向恒定側(cè)壓下的動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)。研究了在雙向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度、變形以及試件破壞形態(tài)隨應(yīng)變速率的變化規(guī)律；建立了雙向應(yīng)力狀態(tài)下考慮應(yīng)變速率影響的強(qiáng)度公式，并對(duì)八面體應(yīng)力空間中剪切破壞面隨應(yīng)變速率的變化規(guī)律進(jìn)行了探討。 對(duì)三向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)中使混凝土處于三向應(yīng)力狀態(tài)：側(cè)向保持恒定的圍壓，軸向施加不同速率的動(dòng)態(tài)壓縮荷載，研究了有圍壓條件下混凝土動(dòng)態(tài)強(qiáng)度的變化規(guī)律，提