三向应力状态下钢纤维混凝土的动态破坏准则研究

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1、2013年第7期混凝土与水泥制品2013No．77月CHINAC0NCRETEANDCEMENTPRODUCTSJuly三向应力状态下钢纤维混凝土的动态破坏准则研究周寒清，彭刚，陈伟(三峡大学土木与建筑学院，宜昌443002)摘要：通过三向应力状态下的不同钢纤维含量的混凝土动态特性试验研究发现，随着围压的增大，各种掺量钢纤维混凝土的峰值应力显著提高。同一种围压条件下．随着钢纤维掺量的增大。钢纤维混凝土的峰值应力提高不多。同时建立了钢纤维混凝土动态本构关系及失效准则。关键词：钢纤维；混凝土；动态；破坏准则Abstract：Undertheconditionofthree—dim

2、ensionalstressstate．theconcretedynamiccharacteristictestwithdifferentcontentofsteelfiberisstudied．Thestudyresultshowthatwiththeincreasingofconfiningpressure，thepeakstressofsteelfiberreinforcedCOncretearesignificantlyincreased．Butunderthesamekindofconfiningpressure，withtheincreas-ingoftheste

3、elfibercontent，thepeakstressofsteelfiberreinforcedconcreteisnotobviouslyimproved．Inaddition，thedynamicconstitutiverelationandfailurecriteriaforsteelfiberreinforcedconcreteareestablished．Keywords：Steelfiber；Concrete；Dynamic；Failurecriterion中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：1000—4637(2013)07—41—030前言(20

4、+3)oC、湿度95％以上的标准养护室养护28d。试受试验设备及试验手段的限制，以往对混凝土验在长春某仪器厂生产的大型微机控制电液伺服及钢纤维混凝土的力学特性研究大多局限于单轴多功能静动三轴材料试验机上完成。本试验钢纤维受力状态，在实际工程设计中大多依据线弹性分析混凝土的设计强度等级为C40，依据JGJ55-2000及材料的单轴强度准则。事实上，大部分重大结构《普通混凝土配合比设计规程》及JG／Y3064-1999都处于非线性的复杂应力状态，其受力性能与单轴《钢纤维混凝土》进行配合比设计与试配，确定钢纤应力状态有很大的差别，如采用单轴强度准则设计维混凝土各组成材料的用量。往往

5、偏于保守：而拉压状态下采用单轴强度准则设2强度特性分析计就会偏于危险。因此，开展混凝土多轴强度试验2．1三向应力状态下素混凝土的强度特性研究对结构非线性分析是工程设计的迫切需要。为讨论钢纤维混凝土的力学性能，本文先进行Kllpfer等[1]取得了比较全面的各种应力比下双轴混了素混凝土在恒定围压下的动态压缩试验，试验结凝土强度的试验结果：Kupfer、Gersll等[21给出了双轴果见图1。由图1可见，在中应变速率下，素混凝土强度包络线表达式；VanMier~]完成了多试件在三轴常规三轴平均峰值应力随周围压力的提高而增长复杂状态下有软化段的应力一应变全曲线试验；宋玉普等利用改进

6、的液压三轴设备，研究了双轴应力状态下的动态强度和变形特性；闫东明等对立方体试件进行了一向恒定侧压的动态压缩试验，完成了四个侧向恒定压力等级的试验，探讨了不同应变速率以及不同恒定侧压条件下混凝土强度与变j四暂形的变化规律。本文则建立了三向应力状态下的钢纤维混凝土动态本构关系及失效准则，可为实际工程提供试验依据。1试验材料与设备0816试验采用0100mmx150mm圆柱体试件，人工振围压／MPa动台振捣密实，24h后拆模，拆模后立即放入温度图1不同围压普通混凝土的峰值应力平均值—．41．．2013年第7期混凝土与水泥制品总第207期明显。随着围压的增大，素混凝土的峰值平均应力主

7、应力轴为坐标的空间破坏曲面来表示，一般称该显著提高。随围压的不断增大。峰值应力的提高程曲面为破坏包络面。由于破坏包络面是三维立体度有逐渐减小的趋势，基体强度越低趋势越明显，图，既不便于绘制，也不适于应用，故一般用平面的说明素混凝土对围压的敏感性有降低的特性。拉压子午面和偏平面来表示。因此，建立钢纤维混2．2三向应力状态下钢纤维混凝土的强度特性凝土的破坏准则，实质上就是研究钢纤维混凝土在本试验得到了钢纤维混凝土三向应力状态下偏平面上及拉压面上的强度规律。偏平面上强度包各工况的试验数据。为了直观反映混凝土峰