三级配大骨料混凝土双轴抗压性能试验分析.pdf

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1、第５期水利水运工程学报Ｎｏ．５２０１６年１０月ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＯｃｔ．２０１６ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１６．０５．０１１张玘璐，杨赛利，王立成．三级配大骨料混凝土双轴抗压性能试验分析［Ｊ］．水利水运工程学报，２０１６（５）：７８－８４．（ＺＨＡＮＧＱｉ⁃ｌｕ，ＹＡＮＧＳａｉ⁃ｌｉ，ＷＡＮＧＬｉ⁃ｃｈｅｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｒｅｅ⁃ｇｒａｄｅｄｌａｒｇｅａｇｇｒｅｇａｔｅｃｏｎｃ

2、ｒｅｔｅｕｎｄｅｒｂｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏ⁃ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６（５）：７８－８４．）三级配大骨料混凝土双轴抗压性能试验分析张玘璐，杨赛利，王立成（大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连１１６０２４）摘要：利用自行研制的大型混凝土静、动三轴试验系统，完成了５种应力比、４种应变率、３种含水状态（干燥、自然、饱和）的三级配大骨料混凝土双轴动态抗压试验。试验研究了含水率对三级配大骨料混凝土动态极限抗压强度的影响，并在此基础上提出考虑含水率影响的大骨料混凝土动态破坏

3、准则。研究表明，饱和混凝土试件在高应变率下的强度明显提高，而在低应变率下强度则有所降低。在相同应变率下，极限抗压强度在应力比为１∶０.５时达到最大值。影响三级配大骨料混凝土试件破坏形态的主要因素为应力比，其动态极限抗压强度随含水率的增大而增大，而静态极限抗压强度随含水率的增大而减小；单轴受压状态下的变形明显小于双轴受压，试件的峰值应变随应变率的增大而减小。关键词：三级配大骨料混凝土；动态双轴抗压强度；含水率；应力应变曲线中图分类号：ＴＶ４３文献标志码：Ａ文章编号：１００９－６４０Ｘ（２０１６）０５－００７８－０７长期处于水环境中的

4、混凝土结构，如桥墩、大坝、海洋平台等，常处于饱和状态。另外，在一些地震多发区，混凝土结构常处于复杂的多轴动应力状态下。目前已有学者开展了大骨料混凝土静、动态多轴的强度试［１－６］验研究，研究发现，大骨料混凝土在双轴动态压荷载作用下的破坏形态主要取决于应力比，而受应变速率影响较小；极限抗压强度随应变速率的提高而增大，随应力比的提高呈先增后减的趋势；双轴受压相比于单轴受压提高了大骨料混凝土的变形能力。然而，考虑含水率对混凝土极限抗压强度影响的多轴动态试验资料还相对较少。本文对三级配大骨料混凝土试件开展了干燥、自然和饱和状态下的双轴动态

5、抗压强度试验，以试验为基础，探讨含水率对于大骨料混凝土多轴动态力学性能的影响规律。１试验设备及方法试验采用大连理工大学自行研制的大型静、动态三轴电液伺服试验机，系统由控制软件、电液伺服油源控制系统、三轴试验机组成。三轴试验机由加力架、加载板、作动器、荷载传感器和位移传感器（ＬＶＤＴ）组成。为了能进行大骨料混凝土试件的双轴抗压试验，设计加工了４块尺寸为２４５ｍｍ×２４５ｍｍ×５５ｍｍ的加载板。加载板采用弹簧固定在加载头上，加载头则由球铰装置通过弹簧固定在作动器上，使加载头具有一定的转动能力，保证试件受力均匀。试验采用三级配大骨料混凝

6、土试件（２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×２５０ｍｍ），混凝土设计强度为２０ＭＰａ，其配合比如表１所示。水泥采用大连水泥厂生产的Ｐ·Ｏ４２.５级水泥，粗骨料最大粒径为８０ｍｍ，细骨料为中砂，细度收稿日期：２０１５－０７－１４基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金（ＤＵＴ１４ＬＫ２３）；中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室开放研究基金（ＩＷＨＲ－ＳＫＬ－２０１３０９）作者简介：张玘璐（１９８８—），男，辽宁抚顺人，硕士研究生，主要从事混凝土动态强度破坏准则研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｑｌ.９１０ｙ＠ｓｉｎａ．ｃｎ通信作者：王立

7、成（Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗａｎｇｌｉｃｈｅｎｇ２０００＠１６３．ｃｏｍ）第５期张玘璐，等：三级配大骨料混凝土双轴抗压性能试验分析７９模数为２.６６，粉煤灰采用大连华能热电厂生产的国家二级粉煤灰。表１混凝土配合比Ｔａｂ.１Ｍｉｘｔｕｒｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ石子／ｋｇ水／ｋｇ水泥／ｋｇ粉煤灰／ｋｇ砂子／ｋｇＤＫ⁃６减水剂／ｇ５～２０ｍｍ２０～４０ｍｍ４０～８０ｍｍ１２０２１４５３５４９４４２.５４４２．５５９０２１４混凝土浇筑结束后２４ｈ脱模，放置到养护室养护９０ｄ后取出，并将其分为３组，每组６０个试件。第１组，自然条

8、件下养护；第２组，放入水槽中浸泡，６个月后试件质量基本不变，试件破坏截面如图１（ａ）所示，由图可见此时试件完全饱和，并测得饱和状态下试件的含水率为３.９％；第３组，放入烘干箱，为避免高温情况下水快速蒸发导致混凝土强度损失，先用５０℃烘烤１ｄ，图１试