普通混凝土多軸動態(tài)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、混凝土是現(xiàn)代建筑中被廣泛應(yīng)用的建筑材料。動態(tài)荷載（如地震、沖擊、爆炸、車輛荷載、海浪荷載、風(fēng)荷載等）能夠造成建筑物和構(gòu)筑物的破壞甚至倒塌，造成財(cái)產(chǎn)和生命的損失?；炷两Y(jié)構(gòu)的動力復(fù)雜受力分析是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，例如框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)、核安全殼、混凝土拱壩等處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。我國處于環(huán)太平洋與歐亞地震帶之間，是地震多發(fā)國家?，F(xiàn)有的混凝土多軸動態(tài)性能研究成果中，單軸動態(tài)性能研究比較多，多軸動態(tài)性能研究比較少;爆炸、沖擊荷載作用下混凝土性能研

2、究比較多，地震荷載作用下（應(yīng)變率范圍10-5s-1-10-2s-1）混凝土性能研究比較少。因此，地震荷載作用下，多軸應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的動態(tài)性能研究具有非常重要的意義。
　　本文采用大連理工大學(xué)研制的三軸靜、動液壓伺服試驗(yàn)機(jī)，開展了一系列的混凝土單軸和多軸動態(tài)試驗(yàn)。應(yīng)力組合方式包括:單軸壓、單軸拉、定側(cè)壓雙軸抗壓、雙軸比例抗壓、雙軸拉壓和三軸抗壓;應(yīng)變率分別為:10-5s-1、10-4s-1、10-3s-和10-2s-1。利用ABA

3、QUS提供的用戶自定義材料模塊，編寫了混凝土內(nèi)時(shí)損傷動態(tài)破壞模型程序，建立了與本文部分試驗(yàn)相應(yīng)的數(shù)值模型，進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。
　　主要研究內(nèi)容如下:
　　1開展了混凝土單軸抗壓、單軸抗拉動態(tài)性能試驗(yàn)，獲得了試件的破壞形態(tài)，單軸壓、拉動態(tài)強(qiáng)度，峰值荷載處的應(yīng)變，單軸抗壓峰值荷載處的割線模量，得到了單軸抗壓、單軸抗拉強(qiáng)度與應(yīng)變率的關(guān)系，獲得了不同應(yīng)變率下的單軸抗壓、單軸抗拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
　　2開展了定側(cè)壓雙軸抗壓和雙軸比

4、例抗壓動態(tài)性能試驗(yàn)，獲得了試件的破壞形態(tài)、雙軸抗壓動態(tài)強(qiáng)度和豎向峰值應(yīng)變;獲得了豎向荷載引起的側(cè)向峰值應(yīng)變、由豎向荷載引起的泊松比;討論了比例加載與非比例加載兩種加載方式對混凝土雙軸抗壓強(qiáng)度的影響;探討了混凝土雙軸受壓強(qiáng)度提高的機(jī)理;從側(cè)向變形的角度解釋了雙軸抗壓強(qiáng)度隨中間主應(yīng)力變化的原因;建立了考慮應(yīng)變率影響的混凝土雙軸抗壓動態(tài)破壞準(zhǔn)則。
　　3開展了定圍壓三軸抗壓動態(tài)性能試驗(yàn)，獲得了試件的破壞形態(tài)、三軸抗壓動態(tài)強(qiáng)度和豎向峰值應(yīng)

5、變;得到了三軸抗壓動態(tài)強(qiáng)度的計(jì)算公式;比較了豎向單調(diào)加載和豎向循環(huán)加載時(shí)混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度;研究了定圍壓三軸抗壓動態(tài)荷載下混凝土的能量耗散和混凝土的損傷。
　　4開展了定側(cè)拉雙軸拉壓動態(tài)性能試驗(yàn)，獲得了試件的破壞形態(tài)、雙軸拉壓動態(tài)強(qiáng)度和拉、壓方向上的峰值應(yīng)變。得到了雙軸拉壓強(qiáng)度及峰值應(yīng)變隨側(cè)拉應(yīng)力和應(yīng)變率的變化規(guī)律。建立了考慮應(yīng)變率影響的雙軸拉壓動態(tài)破壞準(zhǔn)則。
　　5建立了在單軸、二軸及三軸應(yīng)力狀態(tài)下，應(yīng)變率范圍為10-5