欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:26486916
大小:73.00 KB
页数:18页
时间:2018-11-27
《混凝土的宏观与细观力学性能分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、混凝土的宏观与细观力学性能分析 混凝土材料的宏观力学性能,主要源于其内部的微缺陷的萌生、扩展、交汇贯通等细观结构的变化过程,以下是一篇关于混凝土宏观力学性能探究的论文范文,供大家阅读借鉴。 引言 混凝土,是一种由水泥石、骨料和二者之间的界面过渡区所构成的三相复合材料。并且,各相之中由于天然或人工的因素而包含大量的初始微缺陷(微裂缝和微空洞等).故,混凝土的力学性能不可避免地由三相与微缺陷所共同决定。 然而,不仅混凝土材料复杂的宏观力学行为,让人们难于把握;而且,从宏观层次所进行的力学性能研究,也很难从根本上解释各种宏观力学行为。于是,在细观层次上,对混凝土材料细观结构构成及其变化,进行
2、现象规律等的试验统计、简化概括等的数值模拟、抽象升华等的理论分析等一系列研究,人们希望能够从中找到既能有效表征混凝土材料力学性能的模型,又能合理解释其复杂力学行为的理论。也因此,混凝土细观力学研究,成为当前一个人们极为热衷的研究方向。 本试验介绍了混凝土宏细观力学性能及细观力学机理研究现状,总结了混凝土细观力学机理研究的不足之处,提出了混凝土力学性能与力学机理的宏细统一,拉压同质,压拱拉裂的研究思路与力学模型。此研究思路与力学模型,有可能较好地统一混凝土宏观非线性力学行为与细观损伤演化过程,较好地解释混凝土在拉压应力、拉压循环应力等状态下力学行为的细观损伤机理(本质). 1、混凝土宏观力学
3、性能 混凝土的宏观力学性能,主要有:不同加载方式下的力学性能,不同加载速率下的力学性能和不同构件尺寸的力学性能等。下文简述前两者。 1.1不同加载方式下的力学性能 混凝土在不同加载方式下的力学性能,主要表现为:σ-ε曲线特征方面、弹性模量方面、强度方面、应变或变形方面和单边效应方面等(表1).故分别概述混凝土各个方面的力学性能。 (1)σ-ε曲线特征方面在单轴单调荷载作用下,混凝土的应力-应变关系曲线具有明显的非线性特征[1]:初始阶段表现出线弹性,而后则为非线性,且呈现出应变强化与应力软化等特征。 通过KARSAN等[2]的单
4、轴拉伸试验与GOPALAR-ATNAM等[3]的单轴循环压缩试验(图1),可知:混凝土σ-ε曲线具有滞回效应,主要表现为循环单轴荷载作用下,由卸载-再加载的应力应变曲线包围形成环状的滞回面积。三轴拉伸的线性,主要表现混凝土在三轴拉伸荷载作用下,各轴向的应力应变关系曲线均基本表现为线性。 (2)弹性模量方面通过单轴拉伸试验与单轴循环压缩试验[2-3](图1),可知:混凝土弹模劣化,主要表现为随着荷载的循环作用,混凝土的割线弹性模量不断降低等。 (3)强度方面单轴单调受拉的混凝土强度远低于单轴单调受压的强度,前者仅为后者的120~110[1].在双轴压缩荷载作用
5、下,混凝土具有强度提高性,主要表现为随着一个方向抗压强度的提高,另一个方向的抗压强度逐渐提高,且双轴等压时的抗压强度略高于单轴抗压强度。在拉压双轴加载时,混凝土拉压性能的随拉性,主要表现为压缩加载方向的强度,随拉伸加载方向的拉应力的增加而降低。双轴拉伸加载时,混凝土力学性能的无影响性,主要表现为双轴受拉的强度稍低于单轴抗拉强度,或者二者基本一致等[1]. (4)应变或变形方面混凝土单轴单调受拉表现出脆性,而单轴单调受压表现出明显的延性(塑性),并且前者的变形集中发生在极限强度附近,后者的变形表现出较明显的缓慢发展过程。 通过KARSAN等[2]的单轴拉伸试验与GOPALAR-ATNAM等[
6、3]的单轴循环压缩试验(图1),可知:在混凝土的不可复变形方面,主要表现为卸载后材料一部分不可恢复的变形,随着循环荷载作用而逐渐增大。 双轴压缩的体积膨胀现象,主要是指尽管体积应变在极限值以前随荷载增加而减小,但达到极限应变后,其随荷载而不断增大等[1].三轴压体积应变的应力比条件性---应力比小的时候,体积膨胀显着;而应力比增加,其体积膨胀越不明显;三轴的压力比约为1的时候,没有明显的体积膨胀[1]. (5)单边效应方面单轴单调的拉、压荷载作用下,混凝土的单边效应是指,在强度和变形等方面混凝土表现出迥然不同的特性[1]:在强度方面,单轴单调受拉的混凝土强度远低于单轴单调受压的强度;在变形
7、方面,混凝土单轴单调受拉表现出脆性,而单轴单调受压表现出明显的延性(塑性),并且前者的变形集中发生在极限强度附近,后者的变形表现出较明显的缓慢发展过程。 混凝土在单轴反向循环加载下[1],其单边效应,主要表现为弹性模量的反向增加或降低,即当经过单轴拉荷载作用后,反向施加压荷载,混凝土的弹模明显比拉伸后的状态增加(也可称为弹模恢复);而反之,弹模降低。 (6)其他方面在双轴压缩加载时,混凝土的双
此文档下载收益归作者所有