混凝土循环加卸载动态损伤演化推移分析及损伤值估计模型

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1、第33卷第10期长江科学院院报Vol.33No.102016年10月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteOct.2016doi：10.11988/ckyyb.201506562016,33(10)：140-144混凝土循环加卸载动态损伤演化推移分析及损伤值估计模型吴彬胡伟华2’3,唐克静S文沛军4(1.湖北工业职业技术学院建筑工程系，湖北十堰443000;2.十堰市建筑设计研究院，湖北十堰443000;3.三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心

2、，湖北宜昌443002;4.五矿二十三冶建设集团第一工程有限公司，湖南湘潭411100)摘要:利用多功能三轴仪进行了不同应变速率下的混凝土循环加卸载试验,对声发射信号与应力水平的关系进行了分析,并从声发射撞击数的角度对混凝土损伤演化规律特性进行研究，进一步构建了只含循环次数的单参数损伤值估计模型。研究结果表明:在不同的应变速率下，混凝土损伤演化的路径各不相同，当应变较小时,混凝土前期损伤累积程度较大，后期平缓,出现水平段;随着应变速率的提高，混凝土损伤演化路径前移，后一种应变速率相对于前一应变速率所对应的损伤

3、推移值随着累计残余应变的增大呈现出先增大后减小的规律，当累计残余应变一定的情况下,随着应变速率的提高，相邻2种应变速率对应的损伤推移程度在不断减弱;混凝土循环加卸载损伤演化规律具有三阶段损伤模式,统计密度函数能较好地反映循环加卸载损伤演化规律。关键词:混凝土;循环加卸载;动态损伤;声发射;损伤推移中图分类号：TU502文献标志码:A文章编号=1001-5485(2016)10-0140-05滞回规则的基础上，建立了考虑反复荷载作用下混凝土应力跌落、强度下降、刚度退化等力学性能的损1研究背景伤模型。处于地震条件

4、下的混凝土结构或构件往往承受国内外现有的关于循环加卸载损伤模损伤演来自正反2个方向的反复加载和卸载的过程。反复化模型涉及的参数较多，给实际工程的应用带来荷载作用下混凝土材料受力特点、变形特点以及破较大困难。为此，本文进行了4种不同应变速率坏特征都与其他荷载类型作用时不同。由于循环加下（1〇-5，10_4,10_3,lO—2。）的循环加卸载试验，卸载试验对试验设备及相关的技术条件要求较高，从声发射的角度提出了新的单参数损伤值估计目前国内外对循环荷载作用下的混凝材料试验研究模型。相对较少，已有的相关成果[w]主要

5、集中在力学特性的分析上，对其损伤的方面研究就显然不足了。2试验概况总体而言，对于循环荷载作用下混凝土的研究大致遵循从静态到动态，从性能到本构的原则。关萍试验采用强度等级为C30的标准立方体的试等[6]通过在不同应变率下进行单轴反复荷载的动件。试验所用加载设备为10MN微机控制电液伺态抗压试验，研究了混凝土抗压强度、弹性模量、峰服大型多功能动静力三轴仪（型号TAZW-10000)，值应变、应力应变曲线的性能随应变速率的变化规它主要由控制系统、伺服控制系统、加载框架、液压律。通过等应变增量的循环加卸载试验，周洪涛

6、[7]油泵系统等几部分组成。加载系统轴向最大动、静对动态循环加卸载条件下混凝土的基本物理力学参力加载值分别为5000，10000kN，该系统主要有位数、强度硬化、刚度退化等进行了率效应分析，利用移、变形和负荷3种控制方式。变速率响应范围为声发射技术对材料损伤演化与破坏过程进行了一定1(T5~，能很好地满足试验的要求，试验加载的分析。李淑春等[8]在混凝土反复荷载作用下的装置图如图1所示。收稿日期=2015-08-10;修回日期=2015-09-05作者简介:吴彬（1989-)，女，湖北十堰人，硕士研究生，主要

7、从事混凝土材料方面的研究，（电话）18772846370(电子信箱）1660611628@qq.com〇通讯作者:胡伟华（1988-)，男，湖北十堰人，硕士研究生，主要从事结构抗震设计和混凝土材料方面的研究，（电话）18772803749(电子信箱）464913988@qq.com。第10期吴彬等混凝土循环加卸载动态损伤演化推移分析及损伤值估计模型141200400600800100012001400时间r/s(b)应变速率10_4/s图1加载装置40600510152025303540Fig.1Loadin

8、gdevice时间你时间抬(c)应变速率10_3/s(d)应变速率10_2/s试验主要步骤如下：■应力(1)试样的装配。用磨砂纸对试件前后中心位图2声发射撞击数与应力的关系置(声发射探头黏贴处）进行打磨，去除表面的污渍Fig.2Relationshipbetweenacousticemissionhit或灰层;试件对中整平后安装好竖向变形计。numberandstress(2)声发射彳朱头安装及检查