單軸和三軸應(yīng)力下棱柱體混凝土力學(xué)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(huì)表現(xiàn)出不同的變形破壞特征，破壞強(qiáng)度也會(huì)有不同的變化，而目前關(guān)于受力更符合實(shí)際情況的棱柱體的三軸試驗(yàn)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(yàn)的方式和技術(shù)，利用常規(guī)三軸設(shè)備開展棱柱體混凝土在不同側(cè)壓下的三軸壓縮試驗(yàn)以及不同長(zhǎng)寬比試塊的單軸壓縮試驗(yàn)。根據(jù)得到的單軸壓與三軸壓試驗(yàn)結(jié)果，分析了棱柱體混凝土強(qiáng)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(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€，最后將同一試驗(yàn)機(jī)上開展的不同長(zhǎng)寬比棱柱體混凝土單軸試驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和分析，形成系統(tǒng)的力學(xué)性能的研究，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)研究了使用常規(guī)三軸設(shè)備對(duì)（正方形截面的）棱柱體試塊進(jìn)行三軸試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)和方法，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢驗(yàn)，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(yàn)證量測(cè)設(shè)備滿足精度要求。
　　2)設(shè)計(jì)加工了與棱柱體試塊和三軸設(shè)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(duì)三軸設(shè)備的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過(guò)加裝一套更為先進(jìn)的采集系統(tǒng)，使外置系統(tǒng)與三軸設(shè)備的內(nèi)置測(cè)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(dòng)等問(wèn)題。
　　(2)開展了棱柱體混凝土常規(guī)三軸試驗(yàn)，分析混凝土在三軸應(yīng)力下的強(qiáng)度及變形性能。
　　1)分析了棱柱體混凝土單壓和三軸壓試驗(yàn)試件的破壞形態(tài)，結(jié)果表明圍壓和減摩對(duì)其有顯著影響。
　　2

4、)對(duì)三軸定側(cè)壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析棱柱體混凝土三軸抗壓強(qiáng)度及相應(yīng)變形、圍壓之間的關(guān)系。
　　3)三軸試驗(yàn)選用減摩與不減摩兩種情況進(jìn)行應(yīng)力-應(yīng)變曲線和特征值等的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)隨著圍壓的增大，端部效應(yīng)對(duì)棱柱體混凝土的三軸強(qiáng)度影響逐漸減小，在圍壓為30MPa時(shí)，減摩與不減摩試塊的應(yīng)力-應(yīng)變曲線最為接近。
　　4)對(duì)軸向應(yīng)力-應(yīng)變曲線擬合，并分別用D-P準(zhǔn)則、Rechart破壞準(zhǔn)則和Ansari常用的三種破壞準(zhǔn)則來(lái)描述棱柱體混凝土的強(qiáng)

5、度，結(jié)果顯示Ansari破壞準(zhǔn)則及D-P修正準(zhǔn)則與實(shí)際破壞強(qiáng)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(xué)性能。
　　1)通過(guò)單軸試驗(yàn)分析棱柱體混凝土的尺寸效應(yīng)，結(jié)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(yīng)力和峰