不同尺寸混凝土的动态峰值应力-应变关系及峰后软化特性的研究

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1、第32卷第8期长江科学院院报V01．32No．82015年8月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteAug．2015DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2015．08．022不同尺寸混凝土的动态峰值应力一应变关系及峰后软化特性的研究潘青松，彭刚。张亮亮。曹自潭(三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002)摘要：采用电液伺服大型多功能动静三轴仪对不同应变速率(10～／s，10～／s，10～／s，10-2／s)下不同尺寸(150，300，450mm)的

2、立方体混凝土试件进行单轴动态压缩试验，对不同尺寸混凝土动态物理力学参数(峰值应力、峰值应变)、实验破坏机理及峰后应变软化进行分析，并对不同尺寸混凝土在不同的应变速率下的软化性能进行研究。研究结果表明：混凝土峰值应力、峰值应变都随试件尺寸增大而降低；混凝土强度随着应变速率的增加而增加；峰值应变后，随着试件尺寸增加，应力一应变曲线斜率绝对值增加，延性减小；试件尺寸为150mm混凝土的软化现象随着应变速率的提高而愈加明显，且软化程度呈增加趋势，试件尺寸为300mm和450mm混凝土的软化现象随着应变速率的提高而变得越来越弱化，当应变速

3、率增加到一定值时，软化现象又变得明显；在同一应变速率下，随试件尺寸的增加软化现象越来越明显。关键词：混凝土；尺寸效应；动态特性；抗压强度；软化特性；应力一应变关系中图分类号：TU502．6文献标志码：A文章编号：1001—5485(2015)08—0121—05刘西拉等¨。提出了软化带模型来对混凝土宏观裂缝彻底贯通前软化行为进行描述。但因试验条件、1研究背景环境条件及材料本身的复杂性，对于不同尺寸和不混凝土是一种应用极其广泛且性能复杂的工程同应变速率下的混凝土软化性能研究还比较少，并材料。1917年D．A．Abrams发现混凝上

4、存在速率未形成可观的结论。敏感性后，15世纪科学家列奥纳多提出“尺寸效应”因此，本试验采用真三轴材料试验机对C15混一词，并最早由科学家Gonnerman将尺寸效应用于凝土抗压速率特性的尺寸效应及峰后软化特性进行混凝土材料研究J。近20多年，国内外学者对混凝研究，以期能为工程实际提供参考。土的尺寸效应进行了较多试验。杨成球等对全级配和湿筛混凝土试件进行了单轴抗压强度尺寸效2试验条件及加载方案应的试验，结果表明：全级配与湿筛混凝土强度存在尺寸效应，其强度变化规律符合Weibull统计理论。2．1试验设备P．C．Aitcin等对普通

5、混凝土和高强混凝土试件进试验在三峡大学和长春市朝阳试验仪器有限公行峰值应力试验，结果表明：这2种混凝土均存在尺司联合研制生产的10MN微机控制电液伺服大型多寸效应，其峰值应力随试件尺寸的增大而降低。而功能动静力三轴仪上进行。该系统由3个独立的油混凝土的软化现象自1961年J．R．Robinson在钢缸来施加3个相互垂直的荷载，对粗颗粒土等多孔介筋混凝土梁的腹板压碎试验中首次发现了混凝土的质材料，可进行单轴压缩试验、三轴压缩试验、三轴渗软化现象，之后，混凝土的应变软化成了一个十分值流试验、三轴循环加卸荷试验、单轴蠕变试验、三轴蠕得

6、关注的问题。J．C．Witney等指出，试件在超过变试验及常规动三轴试验，可对试件孔隙压力和固结峰值点之后，随着应变增加，应力反而降低的软化特排水量进行控制和量测。此外，该仪器还可进行多尺性并非混凝土的材料特性。之后又有王文新提出寸规格的混凝土、岩石等材料真三轴动静力与单轴疲混凝土的应变软化与试件的尺寸密切相关的结论，劳陛能力学试验，能满足本试验的各项要求。收稿日期：2014—03—12；修回日期：2014—04—11作者简介：潘青松(1989一)，男，河南周口人，硕士研究生，主要从事混凝土材料动力特性及结构抗震研究，(电话)1

7、5586374129(电子信箱)280469557@qq．corn。通讯作者：彭刚(1963一)，男，湖南岳阳人，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．com。长江科学院院报2015生2．2试件制备数成线性增长关系，混凝土峰值应力和应变速率关系可由式(1)拟合得到：制备边长为150，300，450mm的立方体试件，厂8_o+big(Vd／v)。(1)设计强度等级为C15。所用水泥为宜昌花林水泥有式中：f为动态峰值应力；f：为静态峰值应力；限公

8、司生产的强度等级为42．5级的普通硅酸盐水为动态应变速率；为静态应变速率(1O／s)；泥，拌和水为饮用水，粗骨料采用连续级配的碎石；细骨料采用细度模数为2．3的天然河砂，试验中的混n和6是拟合参数，具体数值见表2所示，其中R为凝土配合比为7．67：5．33：1．