循环孔隙水压力下混凝土力学特性研究

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1、第33卷第1期长江科学院院报V01．33No．12016年1月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteJan．2016doi：10．11988／ckyyb．20140680循环孔隙水压力下混凝土力学特性研究黄仕超，彭刚。梁辉，田为(1．三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心，湖北宜昌443002；2．三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002)摘要：为研究不同孔隙水压循环次数、不同加载速率下的混凝土的力学性能，对直径为300mm，高度为6

2、00mm的混凝土试件进行0，10，50，100，200次循环孔隙水压的预处理(孔隙水压的上限为3MPa，下限为1MPa)，然后在3MPa的围压下进行4种应变速率(1O～，10～，10一，10I2／s)下的常三轴(=≥)抗压性能试验。结果表明：随着应变速率的不断增加，混凝土的峰值应力增大，峰值应变整体上呈增大的趋势；随着循环孔隙水压次数的不断增加，混凝土的峰值应力呈阶段性变化，100次之前呈增大趋势，100次之后呈减小趋势，峰值应变无明显规律性变化，弹性模量呈减小趋势。关键词：混凝土；循环孔隙水压力；峰

3、值应力；应变速率；弹性模量中图分类号：TV431文献标志码：A文章编号：1001-5485(2016)01—0134—05能的研究大多处于准静态下，而且关于这方面的研究也不是很深入，本文详细分析循环孔隙水压力下1研究背景混凝土动态强度、变形、弹性模量等力学特性，得出关于自然状态以及干态混凝土的力学性能的研了一些可供借鉴的结论。究已经取得了较为丰富的成果，而对于湿态混凝土动态特性的研究还存在欠缺。随着研究的深入，Butler(1981)lJ将影响混凝土的孔隙水压力分成主2循环孔隙水压力下混凝土抗压性动孔

4、隙水压力、被动孔隙水压力及中性孔隙水压力，能试验并阐明造成混凝土发生破裂的原因为主动孔隙水压2．1试验设备力使材料产生的拉应变；Rossi(1991)考虑了混凝试验所用设备为10MN大型多功能液压伺服土的孔隙、微裂纹、界面裂缝以及它们之间连通程度三轴仪。利用试验系统配置的围压桶对混凝土试件的影响；Oshita等(2000)通过试验研究，发现混凝进行加压处理，可加载的最大围压和最大孔隙水压土的孔隙水压力最大值发生在屈服应变外，或者说力值均为30MPa。加载框架用于对试件进行轴向发生在平均应力最大值所对应

5、的应变处；Yaman等加载，竖向最大动、静力加载值分别为5000kN和(2002)研究了孔隙率及孔隙中含水量对混凝土10000kN。为了对试件的变形进行有效测量，围压力学性能的影响。国内也有许多学者对水环境下的桶中还配备了由三峡大学自行设计的高压水环境内混凝土进行了研究，如闫东明等(2005)的直接拉试件变形测量装置。进行围压及孔隙水压试验时，伸试验表明，当含水量从0．31％增至4．8％时，混凝土的拟静态强度从2．21MPa降低至1．30MPa，降低幅通过电脑系统全程控制，利用加压阀系统给围压桶度为4

6、1．2％；王海龙等(2006)认为混凝土中孔隙加水和加压。水压力减小了阻碍混凝土开裂的摩阻力，相当于楔2．2试件制备体的“楔入”作用，加速了混凝土的损伤和微裂纹的本试验所采用的试件为~300mmX600mm的标扩展，与干态混凝土相比，湿态混凝土的开裂应力和准圆柱体混凝土试件。试件采用钢模进行浇筑，成抗压强度都有所降低。上述对水环境混凝土力学性型后在室温下静置24h后拆模并编号，按一定顺序收囊稿金日期：2014—08-08；修回日期：2014—09—05项目：国家自然科摹基金项目(51279092)；三

7、峡大学研究生科研创新基金(CX2014010)；湖北省协同创新中心研究生自主探索基金；三峡作者简介：套黄茬仕薹超(1基989一)，男，湖北黄冈人，硕士研究生，主要研究方向为建筑与土木工程、混凝土材料动力特性及结构抗震，(电话估)J13098407206(电子信。箱)271613040@qq．com。通讯作者：彭刚(1963_，，。酒南岳阳人，教授，博士生导师，研究方向为混凝土材料动力特性及结构抗震，(电话)13972604433(电子信箱)gpeng158@126．como第1期黄仕超等循环孔隙水压力

8、下混凝土力学特性研究135整齐摆放，在自然条件下养护28d。本文采用的是(5)卸载及后续处理。试件破坏后，停止加载并宜昌花林水泥有限公司生产的强度等级为42．5的普以恒定位移控制将围压桶下降到初始位置，对破坏后通硅酸盐水泥，采用饮用自来水进行搅拌。混凝土的试件进行拍照处理并完成试件残渣的清理工作。配合比如表1所示。表’混凝土每立方米材料用量3Table1Materiaiusageinconcretepercubicmeterkg混，F5凝土上基岱本力／J