普通混凝土多軸動態(tài)性能試驗研究.pdf

1、混凝土是現(xiàn)代建筑中被廣泛應用的建筑材料。動態(tài)荷載（如地震、沖擊、爆炸、車輛荷載、海浪荷載、風荷載等）能夠造成建筑物和構筑物的破壞甚至倒塌，造成財產和生命的損失。混凝土結構的動力復雜受力分析是結構設計中的難點，例如框架結構的節(jié)點、核安全殼、混凝土拱壩等處于復雜應力狀態(tài)的結構。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研制的三軸靜、動液壓伺服試驗機，開展了一系列的混凝土單軸和多軸動態(tài)試驗。應力組合方式包括:單軸壓、單軸拉、定側壓雙軸抗壓、雙軸比例抗壓、雙軸拉壓和三軸抗壓;應變率分別為: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，編寫了混凝土內時損傷動態(tài)破壞模型程序，建立了與本文部分試驗相應的數(shù)值模型，進行了數(shù)值計算。
　　主要研究內容如下:
　　1開展了混凝土單軸抗壓、單軸抗拉動態(tài)性能試驗，獲得了試件的破壞形態(tài)，單軸壓、拉動態(tài)強度，峰值荷載處的應變，單軸抗壓峰值荷載處的割線模量，得到了單軸抗壓、單軸抗拉強度與應變率的關系，獲得了不同應變率下的單軸抗壓、單軸抗拉應力-應變曲線。
　　2開展了定側壓雙軸抗壓和雙軸比

4、例抗壓動態(tài)性能試驗，獲得了試件的破壞形態(tài)、雙軸抗壓動態(tài)強度和豎向峰值應變;獲得了豎向荷載引起的側向峰值應變、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度的影響;探討了混凝土雙軸受壓強度提高的機理;從側向變形的角度解釋了雙軸抗壓強度隨中間主應力變化的原因;建立了考慮應變率影響的混凝土雙軸抗壓動態(tài)破壞準則。
　　3開展了定圍壓三軸抗壓動態(tài)性能試驗，獲得了試件的破壞形態(tài)、三軸抗壓動態(tài)強度和豎向峰值應

5、變;得到了三軸抗壓動態(tài)強度的計算公式;比較了豎向單調加載和豎向循環(huán)加載時混凝土的三軸抗壓強度;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開展了定側拉雙軸拉壓動態(tài)性能試驗，獲得了試件的破壞形態(tài)、雙軸拉壓動態(tài)強度和拉、壓方向上的峰值應變。得到了雙軸拉壓強度及峰值應變隨側拉應力和應變率的變化規(guī)律。建立了考慮應變率影響的雙軸拉壓動態(tài)破壞準則。
　　5建立了在單軸、二軸及三軸應力狀態(tài)下，應變率范圍為10-5