多軸應(yīng)力下塑性混凝土力學性能及破壞特征

前言

1 緒論

1.1 研究意義

1.2 塑性混凝土的研究現(xiàn)狀

參考文獻

2 塑性混凝土配臺比設(shè)計

2.1 概述

2.2 塑性混凝土設(shè)計指標的確定

2.3 塑性混凝土配合比設(shè)計

2.4 小結(jié)

參考文獻

3 塑性混凝土基本力學性能試驗研究

3.1 概述

3.2 塑性混凝土單軸抗壓性能

3.3 塑性混凝土抗拉性能

3.4 塑性混凝土剪切性能

3.5 塑性混凝土彈性模量

3.6 膨潤土及水泥用量對塑性混凝土力學性能的影響

3.7 塑性混凝土單軸受壓本構(gòu)關(guān)系

3.8 小結(jié)

參考文獻

4 三軸應(yīng)力下塑性混凝土力學性能試驗研究

4.1 概述

4.2 塑性混凝土常規(guī)三軸強度與變形性能

4.3 塑性混凝土真三軸強度與變形性能

4.4 中間主應(yīng)力對塑性混凝土變形性能的影響

4.5 塑性混凝土強度準則

4.6 真三軸應(yīng)力下塑性混凝土的變形破壞機理

4.7 小結(jié)

參考文獻

5 單軸循環(huán)加裁下塑性混凝土力學牲能試驗研究

5.1 概述

5.2 試驗概況

5.3 試驗結(jié)果分析

5.4 小結(jié)

參考文獻

6 塑性混凝土滲透性能試驗研究

6.1 概述

6.2 試驗概況

6.3 試驗結(jié)果分析

6.4 小結(jié)

參考文獻

7 除險加固工程塑性混凝土防滲墻應(yīng)用研究

7.1 概述

7.2 工程概況

7.3 有限元法基本原理

7.4 窄口水庫壩體塑性混凝土防滲墻加固有限元分析

7.5 小結(jié)

參考文獻

本書通過單軸壓縮、常規(guī)三軸、側(cè)壓恒定、側(cè)向位移近似恒定、側(cè)向位移恒定的三軸試驗，研究了塑性混凝土強度和變形特征，推薦了塑性混凝土配合比中各組分的用量、塑性混凝土室內(nèi)測試彈性模量和滲透系數(shù)的方法和計算公式，擬合了其單軸壓縮和常規(guī)三軸壓縮條件下的本構(gòu)關(guān)系，建立了復雜應(yīng)力下的強度準則，論述了塑性混凝土變形特征與側(cè)限條件的關(guān)系。

全書共7章，包括緒論、塑性混凝土配合比設(shè)計、塑性混凝土基本力學性能試驗研究、三軸應(yīng)力下塑性混凝土力學性能試驗研究、單軸循環(huán)加載下塑性混凝土力學性能試驗研究、塑性混凝土滲透性能試驗研究、除險加固工程塑性混凝土防滲墻應(yīng)用研究等。

進行混凝土在單軸、雙軸、三軸等幅和變幅下的波動拉、波動壓、波動拉壓強度試驗，分析多軸應(yīng)力下砼的疲勞破壞機理，并在分析試驗資料的基礎(chǔ)上，建立考慮混凝土單軸、多軸、等幅、變幅、波動拉、波動壓和波動拉壓狀態(tài)的統(tǒng)一疲勞破壞準則。為提高預應(yīng)力混凝土橋梁、吊車梁、核安全殼和壓力容器等的疲勞強度設(shè)計水平提供試驗及理論依據(jù)。 2100433B

由疲勞的概念可知，疲勞破壞具有下列幾個方面的特點:

疲勞破壞擾動應(yīng)力作用

擾動應(yīng)力是指隨著時間發(fā)生變化的應(yīng)力，也稱為擾動載荷，載荷可以是力、應(yīng)變、位移等等。

疲勞載荷的分類如圖1所示。一個載荷譜在一個確定的時間間隔內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)律性的、相等幅頻的重復稱為周期，此類具有周期性交變特征的載荷稱作循環(huán)載荷。

疲勞破壞明顯的局部性

疲勞破壞往往產(chǎn)生于局部，局部性是疲勞失效的重要特征。因此，注意研究零部件的細節(jié)，尤其是應(yīng)力應(yīng)變集中處，盡力減小應(yīng)力集中的發(fā)生，對提高零部件工作質(zhì)量，延長構(gòu)件壽命具有積極意義。

疲勞破壞一個發(fā)展過程

疲勞破壞是一個發(fā)展的過程。單就零部件疲勞破壞形式之一的斷裂來講，由疲勞裂紋產(chǎn)生到疲勞裂紋擴展，直至最后發(fā)生斷裂，這是一個疲勞損傷逐步累積的過程。由此可引出疲勞壽命的概念，疲勞壽命指的是疲累損傷累積過程中零部件所經(jīng)歷的時間，或者說載荷循環(huán)次數(shù)。

鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度是結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個重要參數(shù)，而結(jié)構(gòu)中鋼筋與混凝土粘結(jié)部位的應(yīng)力狀態(tài)是影響其性能的重要因素。本項目擬采用試驗和理論分析相結(jié)合，開展多軸應(yīng)力狀態(tài)下鋼筋與混凝土粘結(jié)性能研究。在三軸試驗機上，采用混凝土立方體拉拔試件研究多軸應(yīng)力狀態(tài)及不同應(yīng)力比下鋼筋與混凝土粘結(jié)強度的變化規(guī)律、與應(yīng)力狀態(tài)相關(guān)的粘結(jié)滑移本構(gòu)模型。采用鋼筋內(nèi)貼片的方法研究多軸應(yīng)力狀態(tài)下粘結(jié)應(yīng)力沿粘結(jié)長度的分布及粘結(jié)性能變化的內(nèi)在機理。根據(jù)試驗中粘結(jié)破壞的特點，引入I型及II型非線性斷裂力學，建立多軸應(yīng)力狀態(tài)下鋼筋與混凝土粘結(jié)破壞的斷裂力學模型。根據(jù)試驗獲得的粘結(jié)-滑移曲線，建立基于粘結(jié)界面斷裂參數(shù)的本構(gòu)關(guān)系，采用非線性斷裂理論推導錨固件發(fā)生粘結(jié)破壞時的承載力。該項目的研究成果不僅能揭示應(yīng)力狀態(tài)與粘結(jié)性能之間的關(guān)系，對粘結(jié)問題的本質(zhì)認識也有重要意義，對復雜應(yīng)力狀態(tài)下的錨固工程也具有理論意義及工應(yīng)用價值。