混凝土静动态单轴抗拉本构关系试验研究

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1、·118·材料导报B：研究篇2016年4月(B)第30卷第4期混凝土静动态单轴抗拉本构关系试验研究陈敏，孙宇辰，朱乔(1河海大学力学与材料学院，南京210098；2河海大学港口海岸与近海工程学院，南京210098)摘要轴向拉伸试验是确定混凝土拉伸力学性能最直接的方法。利用MTS试验机和自行研制的夹具，在试件与试验机之间设置球铰组件以消除拉伸过程中附加弯矩的影响，并采取适当措施降低拉伸试验中偏心的影响，完成了应变率由10～lOS_14个数量级范围内的混凝土静动态轴向拉伸试验。试验结果发现不同应变率下，混凝土轴

2、向拉伸全过程曲线有着很好的相似性，峰值应力和弹性模量随着应变率的增加而增加，但极限拉伸应变基本不变。在纤维束模型的基础上，建立了考虑应变率效应影响的统计本构方程，其计算结果与试验值吻合较好。关键词混凝土轴向拉伸应力一应变全曲线应变率模型中图分类号：TU528．01文献标识码：ADOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2016．08．027AnInvestigationonIntrinsicStress—StrainRelationshipofConcreteSubjectedtoStat

3、icandDynamicUniaxialTensionCHENMin，SUNYuchen。，ZHUQiao(1CollegeofMechanicsandMaterials，HohaiUniversity，Nanjing210098；2CollegeofHarbour，CoastalandOffshoreEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210098)AbstractAxialtensiletestiSthemostdirectwaytOdeterminethetensil

4、emechanicalpropertiesofconcrete．ThispaperusedMTStestingmachineanddevelopedfixture．Settingballhingecomponentsbetweenspecimensandtestingmachinetoeliminatetheinfluenceoftheadditionalbendingmomentintheprocessofdrawing，andtakingap—propriatemeasurestOreducetheef

5、fectofeccentricityinthetensiletest．Thispapercompletedthestaticanddynamicaxialtensiletestofconcretewithinthescopeofstrainratefromthe100S一to10一。S一．Underdifferentstainrate。concreteaxia1tensileprocesscurvehasagoodsimilarity．Peakstressandtheelasticmodulusincrea

6、seswiththein—creaseofstrainrate，huttheultimatetensilestrainbasicallyremainsunchanged．Onthebasisofthefiberbundlemo-del，thispaperestablishedastatisticalconstitutiveequationbyconsideringthestrainrateeffect，thecalculationresulthasgoodagreementwiththetestresult

7、s．Keywordsconcrete，axialtension，stress—straincurve，strainrate，model基础，研究者所采用的本构关系的精度极大程度上决定着计0引言算结构是否能够正确反映结构行为的实际状况_6]。自从认目前，建筑结构在地震作用下的损伤评估主要从材料、识到混凝土材料的损伤是材料破坏的原因后，以损伤本构模构件和整体结构3个层次来分析_1]。极端地震条件下重大型为基础的数值方法也开始应用于结构的应力及损伤计算。工程钢筋混凝土结构倒塌数值模拟分析离不开准确的混凝基于宏观唯

8、象的统计损伤理论由于忽略损伤的微观机理，具土材料动态本构模型_2]，倒塌破坏阶段分析材料动态本构模有参数少、应用方便等优点，并且能够反映材料最终破坏，相型应包含软化段。虽然混凝土轴压力学性能方面的研究成对于弹塑性理论更能反映材料特性『7]。Tang[胡首先提出了果很丰富、很深入，也有包含软化段的全曲线动态本构模考虑软化段的准脆性材料统计损伤本构模型，该模型的显著型¨3]，但对于混凝土动态轴拉应力一应变全曲线[4]