应力三轴度对混凝土力学性能影响的实验研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述工程力学应力三轴度对混凝土力学性能影响的实验研究混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。我国正处在快速城市化的进程当中，研究各种因素对混凝土力学性能的影响有利于我们更好地使用混凝土，有着重要的意义。实验研究的是应力三轴度对混凝土力学性能影响，应力三轴度属于一个比较新的课题，直接的文献较为难找，查阅的文献主要从3个方面入手：一、霍普金森杆技术（实验研究的主要设备），二、对混凝土损伤的力学性能的研究，三、本构方程。1.霍普金森杆技术由Koisky(1949)提出的分离式Hopkinson压杆(简称SHPB

2、)可用于实测材料在高应变率下的动态应力应变曲线。由于其结构简单、测量方法巧妙、加载波形易于控制、应变率范围宽、成本低而得到广泛应用，并成为测试材料动态力学性能实验系列中最基本的一种实验装置。在本实验中，SHOB也是一个十分重要的设备。胡时胜在文献[1]中简单地向我们介绍了霍普金森压杆技术：（1）SHPB实验技术是建立在两个基本假设上面的，一是一维假定（又称平面假定），即任意一个应力脉冲都是以一个与材料性质有关的常数的速度在压杆中传播的。二是均匀假定。（2）SHPB实验技术具有以下几个优点：一、实验设备简单，操作方便，二、测量方法

3、巧妙简单（通过测量压杆上的应变来反推试件材料的应力应变关系，从而避开了在实验装置上同时测量应力应变的难题）（3）SHPB实验涉及到的应变范围为1*e2-1*e4/秒，恰好包括了流动应力随应变率变化发生转折的应变率。（4）加载波形容易控制（利用输入干可直接测得入射波和反射波，两者之差即为冲击载荷，改变子弹的冲击速度和形状可调剂波形）。陈德兴等人在文献[2]中（1）介绍了国内最大尺寸的SHPB装置——由总参工程兵科研三所研制的(I)100SHPB装置。（2）；讨论并在一定程度上解决了在大尺寸SHPB装置上测量混凝土类材料动态力学性能

4、将会出现的三个问题：一、试件两端和压杆端面之间不完全贴合的情况，会造成试件受力不均且维持短，这对对岩石、陶瓷和混凝土等破坏应变很小的脆性材料，影响十分明显。为确保混凝土试件两端与压杆端部完全贴合，在实验中采用了万向头技术。二、在人射杆的被撞击端加垫了波形整形器，它既可消除由于大尺寸SHPB装置弥散效应产生的应力波波头的过冲和波形的震荡，又可将上升沿拉长，可以得到材料真实的响应特性，从而使使应力脉冲在混凝土试件破坏前有足够的时间来回反射以获得试件内的应力均匀分布。三、为减少波头不一致产生的误差，我们在试件的侧面直接贴应变片，利用实

5、测到的试件应变，并采取新的数据处理方法，可较好地求得混凝土材料的应力一应变曲线。胡时胜、王道荣、刘剑飞在文献[3]中提出：1、利用改装后的直锥变截面式SHPB(将实验室原有的直径为37mm的SHPB改装为直锥变截面式直径为74mmSHPB装置)并结合予留间隙法，可解决因原有装置杆径太细而无法实施混凝土材料冲击压缩实验的困难.2、在冲击加载下，混凝土材料的应变率效应比一般金属材料敏感得多，应变率只要有很小的变化就可导致流动应力的明显变化3、、混凝土材料的内部的微裂纹、气泡等缺陷在外力作用下将不断地生成、发展、演化，直至最后导致宏观

6、破裂。这种损伤软化效应严重影响着这类材料的力学性能，尤其是在其高速变形过程中。1.对混凝土损伤的力学性能的研究文献[4]采用了普通混凝土与高强度混凝土的对比试验的除了以下结论：（1）不同的破坏作用在混凝土上产生的细缝的范围和类型是不一样的。压缩扩大了细缝的长度、宽度以及范围；疲劳使细缝的数目增大了；融冻循环促进了细缝的弯曲；冲击更加显著地增加了细缝的宽度。垂直于载荷方向细缝的增长比平行于载荷方向的更为明显。（2）连续的伤害不总是对混凝土的强度造成不利的影响。例如融冻循环与压缩+融冻循环造成的损伤几乎是一样的。（3）混凝土收到破坏

7、之后，细缝的范围和传播的类型反映了混凝土不同性能（抗弯曲强度、抗冲击强度和渗透性）的退化。（4）破坏作用对混凝土的不同性能的作用不总是一样的。压缩可以迅速增加混凝土的渗透性，而冲击对渗透性只有较小的影响。压缩还显著地降低了混凝土的抗冲击强度。疲劳加载对抗折强度有较明显的作用。而将压力增加到极限应力并突然卸去载荷这一作用与其他的破坏作用不同。（5）压缩所引起的细缝的传播似乎减小了普通强度混凝土与高强度混凝土之间的差距。文献[5]回顾了纯混凝土的动态抗压强度，同时指出在高应变率下的混凝土力学性呢个与静态压缩下的十分不同。在高应变率下

8、，沿轴方向的应变的变化具有不确定性和不一致性。在最大压应力时，随着应变率增加，临界压应变也随之增加。在快速加载时，在相同应变速率下，轴向应变的变化通常少于强度的变化；在冲击荷载作用下，吸收能量的能力的增大是因为强度和应变增大了。蠕变现象和冲击下细缝的拉伸现象都与