單軸和三軸應力下棱柱體混凝土力學特性.pdf

1、不同材料、不同形狀尺寸的混凝土在不同的受力狀態(tài)下會表現(xiàn)出不同的變形破壞特征，破壞強度也會有不同的變化，而目前關于受力更符合實際情況的棱柱體的三軸試驗極少。
　　本文研究了使用棱柱體試塊（方形截面）在液壓三軸室內(nèi)開展常規(guī)三軸壓縮試驗的方式和技術，利用常規(guī)三軸設備開展棱柱體混凝土在不同側壓下的三軸壓縮試驗以及不同長寬比試塊的單軸壓縮試驗。根據(jù)得到的單軸壓與三軸壓試驗結果，分析了棱柱體混凝土強度特征、變形特性及試件的破壞形態(tài)，擬合了棱柱

2、體混凝土三軸壓下應力-應變?nèi)€，最后將同一試驗機上開展的不同長寬比棱柱體混凝土單軸試驗進行總結和分析，形成系統(tǒng)的力學性能的研究，具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究了使用常規(guī)三軸設備對（正方形截面的）棱柱體試塊進行三軸試驗的關鍵技術和方法，經(jīng)過試驗檢驗，該方法方便可行。
　　1)自制了與試塊形狀配套的橫向位移傳感器，在有限的壓力室空間便于使用，且經(jīng)驗證量測設備滿足精度要求。
　　2)設計加工了與棱柱體試塊和三軸設備匹配

3、的上下壓頭和適用于不同尺寸試塊的底座壓頭。
　　3)對三軸設備的測量系統(tǒng)進行改造，通過加裝一套更為先進的采集系統(tǒng)，使外置系統(tǒng)與三軸設備的內(nèi)置測控系統(tǒng)能夠聯(lián)合使用，解決了三軸系統(tǒng)中的通道數(shù)量不足、采樣速率偏低、電位器數(shù)值波動等問題。
　　(2)開展了棱柱體混凝土常規(guī)三軸試驗，分析混凝土在三軸應力下的強度及變形性能。
　　1)分析了棱柱體混凝土單壓和三軸壓試驗試件的破壞形態(tài)，結果表明圍壓和減摩對其有顯著影響。
　　2

4、)對三軸定側壓試驗數(shù)據(jù)進行處理，分析棱柱體混凝土三軸抗壓強度及相應變形、圍壓之間的關系。
　　3)三軸試驗選用減摩與不減摩兩種情況進行應力-應變曲線和特征值等的對比，發(fā)現(xiàn)隨著圍壓的增大，端部效應對棱柱體混凝土的三軸強度影響逐漸減小，在圍壓為30MPa時，減摩與不減摩試塊的應力-應變曲線最為接近。
　　4)對軸向應力-應變曲線擬合，并分別用D-P準則、Rechart破壞準則和Ansari常用的三種破壞準則來描述棱柱體混凝土的強

5、度，結果顯示Ansari破壞準則及D-P修正準則與實際破壞強度擬合程度較好。
　　(3)采用4種尺寸的棱柱體試塊(分別為70.7mm×70.7mm×175mm、70.7mm×70.7mm×105mm、70.7mm×70.7mm×70.7mm和70.7mm×70.7mm×40mm)研究棱柱體混凝土的單軸力學性能。
　　1)通過單軸試驗分析棱柱體混凝土的尺寸效應，結果顯示立方體隨著幾何尺寸的增加，混凝土試件的單軸受壓峰值應力和峰