自密实混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

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1、一水利建设与管理2012年·第5期1．5试验设备舍自密实混凝土棱柱体试件加载系统由YHD一50位移感应器、CSS—wAw—lo00DL电液伺服万能压力试验机、静态应变仪和计算机等组成，数据直接由DH3818静态应变测试仪采集。试件加载系统如图2所示。图3自密实混凝土的应力一应变全曲线2．2应力一应变全曲线的特点分析自密实混凝土的应力一应变全曲线分为上升段和下降段两部分，二者以峰值点为界；自密实混凝土的破坏过程也分为四个阶段：弹性阶段、裂缝稳定扩展阶段、裂缝失稳扩展阶段和破坏阶段，与普通混凝土的破∞

2、如加m0图2自密实混凝土棱柱体试件加载系统坏过程基本相似。1．6试验方法a．自密实混凝土棱柱体试件刚开始加载时应力在棱柱体抗压试验时，若采用普通液压试验机加较小(≤0．)，应力与应变近似成线性关系。继续载，可毫无困难地获得应力一应变曲线的上升段。但加大应力，白密实混凝土的塑性变形和微裂缝稍有发是，试件在达到最大承载力后会急速破裂，量测不到有展，应变逐渐加速增长，界面裂缝的长度、宽度随着应效的下降段曲线¨。Whitney很早就指出混凝土试件力的增长而增大，数量随着应力的增长而增多，应力一突然破坏的原

3、因是试验机的刚度不足。试验机本身应变曲线的斜率渐减，开始不同程度的朝着水平轴弯在加载过程中发生变形，储存了很大的弹性应变能。曲。此时，白密实}昆凝土的泊松比=／s=0．184～当试件承载力突然下降时，试验机因受力减小而恢复0．214<0．5，体积应变(8=s一2e)为压缩，但其变变形，即刻释放能量，将试件压坏。化率随着应力的增大而减小。要获得稳定的应力一应变全曲线，主要是曲线的b．当自密实混凝土试块的应力值达到=(0．8—下降段，必须控制混凝土试件缓慢地变形和破坏。采0．9)时，其应变约为峰值应变

4、的(0．51～0．80)，切用css—wAw一1O00DL电液伺服万能压力试验机对线泊松比，=0．5，体积压缩变形达到最大值，不再继自密实混凝土棱柱体试件进行加载，上升段采用力控续缩小，意味着混凝土内部微裂缝有较大开展，但试件制，按峰值荷载的10％分级加载，接近预估峰值荷载表面的裂缝肉眼尚未可见。此后，混凝土内部出现非的90％时采用位移控制，下降段的加载速度为稳定裂缝，应变和泊松比很快增长，体积压缩变形开始0．005mrn／s2_。当试件最大应变达0．01左右时或荷恢复。不久，应力提高有限，即达峰

5、值点。随着应变继载减小至峰值荷载的10％左右时结束试验。续增大，试件的承载力减小，曲线进入下降段而形成一2试验结果与分析个尖峰，峰值应力即混凝土的棱柱体抗压强度，相应2．1试验结果地应变为峰值应变s。普通混凝土达到峰值时对应的自密实混凝土的应力一应变全曲线如图3所示。应变约为0．002，本试验中自密实}昆凝土的峰值应变在·8·陈莉等／自密实混凝土单轴受压应力一应变全曲线试验研究0．002～0．003之间，约为0．0022，比普通混凝土的峰值应变略大。c．自密实混凝土试块的应力一应变曲线进入下降段不

6、久，试件中部的表面出现第一条可见裂缝，此裂缝细而短，平行于受力方向。继续增大应变，应力的下降速度逐渐增加，横向变形迅速发展，试件上相继出现多条不连续的纵向短裂缝，自密实混凝土试件的承载力下降很快，但在应力～应变曲线的下降段存在一个反弯点，即应力下降速率最大的点。混凝土内骨料和图4无量纲的应力一应变全曲线砂浆的界面粘结裂缝，以及砂浆内的裂缝不断地延伸、扩展和相连，沿着试块最薄弱的面形成宏观裂缝，并逐可以看出，自密实混凝土的应力一应变全曲线上升段斜率单调下降，在峰值点曲线斜率为零；曲线下降渐地贯穿全截

7、面。本文中自密实混凝土棱柱体试件的段先出现一个拐点，接着出现曲率最大点，然后曲线趋反弯点对应的应力值约为峰值应力的55％～65％，即于平缓，该曲线满足以下几个条件⋯：=(0．55～0．65)，相应的应变值在0．002～0．003之间。上升段：①X=0，Y=0；d．当自密实混凝土试块的应力一应变曲线进入②x=1时，Y=1，dy／dx=0；③0≤x<1，d2y／dx<0；下降段的反弯点后，各不连续的裂缝开始相连形成斜下降段：④x=1时，Y=1，dy／dx=0；向裂缝，斜裂缝进一步发展贯穿整个截面，再增

8、大试件应变，此斜裂缝在正应力和剪应力的搓碾下不断发展⑤当x一∞，y时，dy／dx—。由于}昆凝土材料的复杂性，要找到一个曲线方程加宽，成为一破损带，而试件其他部位上的裂缝一般不再发展。试件上的荷载由斜截面上的摩阻力和残存的全部满足上述5个条件是比较困难的。国内外很多学者提出了多种数学函数形式的应力一应变全曲线方粘结力相抵抗，剩余承载力缓慢地下降。即使在更大程mm，或不能同时满足上述条件，或有一定的适用的应力下，混凝土的残余强度仍未完全丧失。此时，自范围。在综合和比较前人的研究基础上