混凝土凍融蠕變特性及損傷破裂機理研究.pdf

1、隨著我國發(fā)展西部，振興東北老工業(yè)區(qū)，“一帶一路”等戰(zhàn)略的實施，許多大型混凝土結(jié)構(gòu)工程建設迅速展開，這類工程對人民生活和經(jīng)濟發(fā)展起到重要作用，但嚴酷的環(huán)境條件使其壽命大大縮減，其中凍融環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的危害給國家?guī)碇卮蠼?jīng)濟損失。凍融環(huán)境下混凝土的蠕變特性及損傷破裂機理研究是解決這類工程結(jié)構(gòu)耐久性問題的基礎。本文以粉煤灰混凝土為研究對象，借助于KDS-60快速凍融實驗機、微機控制電液伺服蠕變試驗系統(tǒng)等現(xiàn)代測試技術，綜合應用理論分析，試

2、驗研究等方法與手段，對凍融作用后粉煤灰混凝土的一般力學特性、蠕變特性、宏觀破裂特征、微細觀孔結(jié)構(gòu)及斷口特征、理論流變力學模型、凍融蠕變損傷破裂機理等進行了系統(tǒng)研究。主要取得如下研究成果：
　?。?）借助于快速凍融試驗機和微機控制電液伺服蠕變試驗系統(tǒng)，對未摻加粉煤灰的高強混凝土進行凍融蠕變試驗研究，得到了蠕變時程曲線，峰值應力、峰值應變、彈性模量、蠕變變形模量、瞬時應變、蠕變速率、宏觀破裂特征等隨凍融次數(shù)的變化規(guī)律。
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3、）系統(tǒng)測定了粉煤灰混凝土的蠕變特性和凍融蠕變特性，得到了蠕變模量、蠕變速率等隨粉煤灰摻量的變化規(guī)律，得到了粉煤灰混凝土的蠕變特征曲線、峰值應力、峰值應變、蠕變變形模量、蠕變速率、表觀凍融形貌和宏觀破壞特征隨凍融次數(shù)的變化規(guī)律。
　?。?）借助掃描電鏡測試手段，發(fā)現(xiàn)了單孔、不連通孔洞簇、連通孔洞簇和粉煤灰孔洞四種孔洞形貌特征，河流花、臺階花、層疊花、半球面花、不規(guī)則花五種脆性斷裂特征和韌窩、峰林兩種韌性斷裂特征，得到了混凝土微細觀孔

4、結(jié)構(gòu)和斷口形貌特征隨粉煤灰摻量和凍融次數(shù)的變化規(guī)律。
　?。?）基于材料流變力學和損傷力學理論，建立了非線性粘彈塑性流變力學模型（MSSB-NVPB和孫鈞-NVPB模型），分別用于描述未凍融和凍融時粉煤灰混凝土的流變特性，推導了對應的本構(gòu)方程、蠕變方程、卸載方程和松弛方程，結(jié)合粉煤灰混凝土凍融蠕變加卸載試驗數(shù)據(jù)，求解了模型參數(shù)，分析了其與粉煤灰摻量和凍融次數(shù)的變化規(guī)律，模型理論值與試驗值吻合較好。
　?。?）建立了粉煤灰摻量