混凝土-鋼纖維混凝土雙軸動態(tài)抗壓性能研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)除承受靜態(tài)荷載作用之外，往往還要承受如風(fēng)荷載、地震和沖擊荷載等動態(tài)作用。在混凝土的多軸動態(tài)性能研究中，對沖擊荷載下混凝土的性能研究比較多，地震作用下的性能研究比較少，因此開展混凝土在地震作用應(yīng)變速率范圍內(nèi)的多軸性能研究具有重要意義。
　　鋼纖維混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete，簡稱SFRC)作為一種新型工程復(fù)合材料，由于其良好的物理力學(xué)性能，如高延性、強韌性和抗爆性等，已廣泛的應(yīng)用于

2、高速公路、防護結(jié)構(gòu)及機場跑道等領(lǐng)域。目前，對于SFRC在靜態(tài)荷載以及沖擊荷載下力學(xué)性能的研究比較多，但是對于其在地震作用下的性能研究較少，并且鋼纖維的類型和摻量等對SFRC的力學(xué)性能有著很大影響，因此，進行不同鋼纖維摻量混凝土在地震作用應(yīng)變速率和不同應(yīng)力比下的雙軸抗壓試驗，建立鋼纖維混凝土的多軸動態(tài)強度準則，對鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計和多軸動力非線性分析具有重要的理論意義和實用價值。
　　本文利用大連理工大學(xué)研制的大型靜動三軸試

3、驗系統(tǒng)完成了4種鋼纖維摻量(0％、1％、2％、3％)混凝土在4種應(yīng)變速率(10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s)、5種應(yīng)力比(1∶0、1∶0.25、1∶0.5、1∶0.75、1∶1)下的雙軸動態(tài)抗壓試驗，分析了鋼纖維混凝土在不同應(yīng)變速率、應(yīng)力比和鋼纖維摻量下的強度特性、變形性能和應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，并建立了八面體空間破壞準則。具體內(nèi)容和結(jié)論如下。
　　(1)基于Ottosen靜態(tài)強度準則，結(jié)合大量不同強度等級混凝土多

4、軸靜、動強度試驗結(jié)果，建立了一種考慮應(yīng)變速率效應(yīng)和混凝土強度等級兩個因素的混凝土多軸動態(tài)強度準則，分析表明該強度準則符合混凝土破壞曲面連續(xù)、光滑、外凸等要求，能較好地反映普通混凝土的多軸動態(tài)強度變化規(guī)律。
　　(2)開展了應(yīng)變速率范圍為10-5/s～10-2/s的鋼纖維混凝土單軸抗壓強度試驗，研究了單軸應(yīng)力狀態(tài)下不同鋼纖維摻量SFRC在不同應(yīng)變速率時的強度特性、變形性能和破壞形態(tài)，分析了鋼纖維摻量、應(yīng)變速率等對強度增長因子的影響規(guī)

5、律。混凝土抗壓強度隨應(yīng)變速率的增加而提高，鋼纖維摻量為3％時的混凝土的強度增長因子最大;。
　　(3)通過試驗獲得了不同應(yīng)變速率下混凝土的雙軸抗壓破壞形態(tài)和應(yīng)力-應(yīng)變曲線，研究了應(yīng)變速率、應(yīng)力比、鋼纖維摻量對混凝土抗壓強度、臨界應(yīng)變、彈性模量、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、壓縮韌度指數(shù)等的影響規(guī)律。混凝土強度隨著應(yīng)變速率的增大而增大;混凝土強度隨著應(yīng)力比先增大有減小，應(yīng)力比為1∶0.5時強度最大;素混凝土的壓縮韌度指數(shù)隨著應(yīng)變速率的增加而增