循環(huán)荷載作用下的混凝土動態(tài)特性研究.pdf

1、實(shí)際工程中,許多混凝土結(jié)構(gòu)都是處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的,如大壩、海洋平臺、橋梁等。同時這些結(jié)構(gòu)在使用期間會受到地震、臺風(fēng)、海浪等動態(tài)荷載的作用,由于混凝土材料具有率敏感性,使得混凝土結(jié)構(gòu)在動態(tài)荷載作用下表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能。而現(xiàn)有的研究結(jié)果表明,學(xué)者們對混凝土在多軸應(yīng)力狀態(tài)下的靜態(tài)特性和單軸應(yīng)力狀態(tài)下的動態(tài)特性分別進(jìn)行了較多且深入的研究,而多軸應(yīng)力狀態(tài)下動態(tài)循環(huán)荷載作用的混凝土特性研究很少。
　　為此,本文在國家自然科學(xué)基金(5127

2、9092)的資助下,利用三峽大學(xué)與長春朝陽試驗儀器有限公司聯(lián)合研制的10MN大型多功能靜動力三軸儀對不同側(cè)應(yīng)力作用下的混凝土試件進(jìn)行了在不同加載速率下的軸向循環(huán)加卸載壓縮試驗,并利用SAEU2S聲發(fā)射系統(tǒng)同步監(jiān)測了混凝土破壞過程。本文的具體工作內(nèi)容及主要結(jié)論有以下幾個方面。
　　1)在定側(cè)壓(側(cè)應(yīng)力分別為0fc、0.1fc、0.3fc、0.5fc)作用下,對混凝土試件進(jìn)行了不同加載速率(應(yīng)變速率分別為10-5/s、10-4/s、1

3、0-3/s、10-2/s)的循環(huán)加卸載壓縮試驗。對峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、彈性模量等物理力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了統(tǒng)計分析,分別對比分析了側(cè)應(yīng)力以及應(yīng)變速率對混凝土物理力學(xué)參數(shù)的影響。
　　2)對混凝土在不同側(cè)應(yīng)力、不同應(yīng)變速率作用下的循環(huán)加卸載曲線、外包絡(luò)線和共同點(diǎn)曲線進(jìn)行了特性分析,同時對混凝土的剛度退化規(guī)律與累積殘余塑性應(yīng)變變化規(guī)律進(jìn)行了分析,研究了側(cè)應(yīng)力以及應(yīng)變速率分別對剛度退化和累積殘余塑性應(yīng)變的影響。
　　3)構(gòu)建了混

4、凝土在不同側(cè)應(yīng)力、不同應(yīng)變速率作用下的應(yīng)力、應(yīng)變時間曲線與同步聲發(fā)射參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上探索了混凝土在損傷破壞全過程中的能量釋放特性,分析了能量釋放特性隨加載速率變化而變化的規(guī)律,利用聲發(fā)射撞擊數(shù)所確定的損傷變量分析了混凝土的損傷特性。
　　4)構(gòu)建了基于 Weibull統(tǒng)計理論的混凝土材料動態(tài)損傷本構(gòu)模型,并對模型中的材料參數(shù)進(jìn)行了擬合分析。
　　5)借鑒已有的靜態(tài)強(qiáng)度理論對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合驗證,并進(jìn)一步構(gòu)建了