高强混凝土和页岩陶粒混凝土的三轴受压破坏准则

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1、硕士学位论文高强混凝土和页岩陶粒混凝土的三轴受压破坏准则FailureCriteriaonHigh-StrengthConcreteandFullLightweightShaleCeramsiteConcreteUnderTrueTriaxialCompression申请人姓名：张鹏指导教师：杨健辉学位类别：工学硕士专业名称：结构工程研究方向：结构安全性、耐久性及维修加固河南理工大学土木工程学院二○一四年六月中图分类号：TU528.2密级：公开UDC：624单位代码：10460高强混凝土和页岩陶粒混凝土的三轴受压破坏准则FailureCriteriaonHigh-St

2、rengthConcreteandFullLightweightShaleCeramsiteConcreteUnderTrueTriaxialCompression申请人姓名张鹏学位类别工学硕士专业名称土木工程研究方向结构工程导师杨健辉职称教授提交日期2014年4月答辩日期2014年6月1日河南理工大学河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并

3、表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日致谢时光荏苒，岁月匆匆，转眼间，三年的研究生生活即将结束。我在这里对这三年

4、间给过我帮助过我的老师和同学们致以最诚挚的感谢。能完成本文的研究内容离不开我的导师杨健辉教授细心的指导与严格的要求。三年来，导师不光教会我怎样科研，同时更教会了我怎样为人处事。在此，我要特别感谢我的导师。感谢土木学院试验室主任王辉老师、周淼老师等，在我试验期间所提供的便利条件与无私的帮助。感谢大连理工大学宋玉普教授，为我提供了真三轴试验的便利，并提供了无私的指导和帮助。感谢大连理工大学施林林师兄，在大连理工做实验期间对我生活和实验的帮助。感谢东南大学周甲佳师姐，在真三轴实验期间对我学习真三轴设备和进行实验提供的帮助和意见。感谢我的室友们，三年来我们度过了快乐的时光。感

5、谢我的母亲，是她的支持和鼓励，我才能全身心的投入学习并顺利完成学业。最后，对百忙中审阅本文的专家与教授表示感谢，你们辛苦了！摘要近年来，随着社会发展和特种结构的需求，对混凝土应用提出了更高的要求，轻质、高强、高性能混凝土已经成为2020年中国科技发展目标实施纲要之一。其中，全轻页岩陶粒混凝土和高强、高性能混凝土作已经在部分工程得到了应用。由于混凝土结构大多处于复杂应力状态下工作，若仅以单轴力学性能进行设计，已经不能满足工程实际需要，尤其是对于像核电站安全壳、海洋采油平台等特种结构。因此，本文主要开展了全轻页岩陶粒混凝土和高强混凝土的三轴受压力学性能研究工作。利用大连理

6、工大学的大型静、动真三轴试验机，分别对强度等级为LC30、LC40、LC50的全轻页岩陶粒混凝土和C70、C80、C90的高强混凝土，以及其相应的钢纤维维混凝土，进行了等比例三轴受压试验。试验中，观察并分析了试件的破坏形态，并以柱状破坏、层状破坏、劈裂破坏和斜剪破坏为四种典型破坏特征，而全轻页岩陶粒混凝土则还有挤压流塑破坏特征；测得了试件的三轴受压极限强度、塑性应变、峰值应变、总应变以及应力-应变曲线。结果表明，全轻页岩陶粒混凝土和高强混凝土在三轴受压状态下，强度和变形较单轴受压有显著增大，并且全轻页岩陶粒混凝土伴随有明显的平台流塑现象。因此，全轻页岩陶粒混凝土在工程

7、设计中将应力平台流塑段强度及其对应的塑性应变作为轻骨料混凝土的设计强度和设计应变。此外，分析了中间主应力对不同强度等级的全轻页岩陶粒混凝土和高强混凝土的三轴压强度和变形的影响，探索了不同混凝土种类和强度等级对三轴受压强度和变形的影响，并通过三轴强度模型对极限应力进行了预测，其相对误差的绝对值均小于7%，说明试验结果是准确、可靠的。最后，基于八面体应力-应变空间，分别对不同强度等级的全轻页岩陶粒混凝土和高强混凝土，分别建立了其相应的破坏准则和本构关系。其中，全轻页岩陶粒混凝土的拉、压子午线与静水压力轴在高压应力区有交叉点，其破坏曲面是闭口的；而高强混凝