考虑初始缺陷的混凝土压缩试验

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1、低温建筑技术2014年第2期(总第188期)考虑初始缺陷的混凝土压缩试验孙振江(河海大学工程力学系，南京210098)【摘要】以混凝土损伤理论为基础，通过进行混凝土单轴压缩试验，研究考虑初始缺陷的混凝土相关力学性能。通过对试验结果的分析，在此基础上提出较为合理的混凝土本构模型。文中混凝土损伤本构模型的建立，首先找出理想无损状态应力，即有效应力的表达式，然后根据试验结果求出损伤演化规律，最后得到最终的混凝土损伤本构方程。文中的混凝土本构模型可以较好地体现混凝土在各个阶段的受力特征。【关键词】混凝土；初始缺陷；损伤理论；本

2、构模型【中图分类号】TU528．07【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)02—0022—03UNXIALCOMPRESSIoNTESTSoNCoNCRETEWITHDⅡT【ALIM口E，RFECTIoNSSUNZhen-jiang(DepartmentofEngi．Mechanics，HohaiUniv．，Nanjing210098，China)Abstract：Basedonthetheoryofconcretedamage，thisarticlestudiedthemechanicalprop

3、ertiesofconcretewithinitialimperfectionsthroughuniaxialcompressiontestsonconcrete，andputforwardarea—sonableconcreteconstitutivemodelbyanalyzingtestresults．Theconcreteconstitutivemodelinthisarti—cleexpressedthemechanicalcharacteristicsofconcreteatallstagesfairlyw

4、el1．Keywords：concrete；initialdefect；theoriesofconcretedamage；dynamicconstitutivemodel自从Kachanov在1958年提出用一个连续的场变要求试验能够对不同程度的初始缺陷进行分别研究，量来描述材料的受损过程，损伤理论得到了蓬勃的发考察不同程度的初始缺陷对混凝土力学性能的影响。展。混凝土因其特殊的材料成分及形成过程，导致混为了反映混凝土初始缺陷韵影响，在混凝土试件凝土的损伤性能与金属材料相比有很大的不同，混凝浇筑过程中掺入一定量的引气剂，

5、人为制造随机微孔土材料在材料的均匀性、连续性等方面均不如金属材隙模拟损伤，并通过改变引气剂掺量达到模拟不同损料。可以说，混凝土材料在材料的完好性方面是先天伤的目的。不足的。这些先天的缺陷在外部条件的作用下，很容通过对引气剂掺量不同的几组混凝土试件初始易进一步发展，使材料性能进一步劣化。所以诸多学弹性模量的测定，可知混凝土的初始损伤程度。根据者考虑了混凝土材料这种特性，对混凝土材料的损伤混凝土材料的特性，即使在不添加引气剂的情况下，其性能进行专门的研究。内部在浇筑、凝结、硬化过程中就已经存在初始缺陷，在混凝土的损伤本构研

6、究中，大量学者针对具体而对混凝土初始缺陷的研究需知晓这种缺陷的大小。工程情况提出了各种不同的损伤本构模型：Loland⋯、根据以上试验方案，通过弹性模量与引气剂之间关系Mazars等人提出了各向同性的损伤模型；Sido、曲线的回归，可以得到混凝土理想无损弹性模量E，同Krajcinovic等人提出了各向异性损伤模型；董毓时测定一组不掺引气剂的混凝土试件的初始弹性模利等人基于混凝土受压试验建立了考虑不可逆变量，计算就可以得到正常浇筑条件下混凝土初始损伤形的损伤本构模型；李杰、张其云等人建立了随机的大小。受拉、随机受压损伤

7、本构模型。文中将在各向同性损1．2试验结果伤理论基础上，结合试验结果，建立新的混凝土损伤本试验中，相同含量引气剂的混凝土试件有8个，除构模型。去实验过程中因试验设备没有得到实验数据以及实1考虑初始缺陷影响的混凝土压缩试验验数据不合理的，第一组(引气剂量为0)有4个有效1．1混凝土初始缺陷的考虑试件，第二组(引气剂量为0．05％)有5个有效试件，试验研究的目的是考察混凝土初始缺陷对其力第三组(引气剂量为0．1％)有5个有效试件，第四组学性能的影响，进而建立合理的混凝土损伤方程，这就(引气剂量为0．15％)有5个有效试件。

8、试件的编号孙振江：考虑初始缺陷的混凝土压缩试验及实验数据见表1，试验数据包括混凝土的强度、弹性Y=11．07e‘+25．32(2)模量、峰值应变。理想的无损弹性模量计算通过以上方程在=0时(即引气剂量为零)的值来确定，即表1混凝土力学性能参数E=l1．O7+25．32=36．39GPa由表1可知，没掺引气剂的混凝土初始弹性模量为3