循环加卸载下混凝土滞回环特性研究.pdf

《循环加卸载下混凝土滞回环特性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第６期水利水运工程学报Ｎｏ．６２０１６年１２月ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤｅｃ．２０１６ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１６．０６．０１４肖杰，彭刚，邓媛，等．循环加卸载下混凝土滞回环特性研究［Ｊ］．水利水运工程学报，２０１６（６）：９７－１０２．（ＸＩＡＯＪｉｅ，ＰＥＮＧＧａｎｇ，ＤＥＮＧＹｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｕｎｄｅｒｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏ

2、ａｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏ⁃ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６（６）：９７－１０２．）循环加卸载下混凝土滞回环特性研究１，２１，２１，２１，２１，２肖杰，彭刚，邓媛，王孝政，罗曦（１．三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌４４３００２；２．三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心，湖北宜昌４４３００２）摘要：通过开展不同侧压下的混凝土循环加卸载试验，分析了侧压、应变速率对应力应变全曲线中滞回环面积的影响，提出了一种基于应力应变全曲线的简便滞回环面积统计法，建立了滞回环面积与循环

3、次数之间的关系。结果发现，混凝土单位体积耗散能随着循环次数的增加先增后减，单位体积耗散能最大值与峰值应变有密切联系；在循环加卸载过程中混凝土的单位体积耗散能具有明显的侧压敏感性。利用Ｗｅｉｂｕｌｌ统计分布模型对混凝土在循环加卸载过程中单位体积耗散能随循环次数的变化关系进行了拟合分析。计算结果表明：不同侧压下循环加卸载曲线滞回环面积与循环次数服从双参数Ｗｅｉｂｕｌｌ模型分布。关键词：混凝土；循环加卸载；侧压；滞回环；耗散能中图分类号：ＴＵ５０２文献标志码：Ａ文章编号：１００９－６４０Ｘ（２０１６）

4、０６－００９７－０６在自然环境中，混凝土结构不可避免地遭受动态荷载以及反复荷载的作用，如高层建筑物受到的风荷载、飞机起降造成的冲击等，这些动荷载相当于对混凝土材料施加了循环加卸载的作用。研究混凝土材料在循环加卸载下应力应变曲线的滞回环特征曲线，同时分析滞回环与耗散能的关系，便于分析在工程应用中动态荷载的混凝土结构的安全性能。在混凝土率效应领域国内学者研究发现，不同应变速率下的混凝土试件［１－５］经历动态荷载后，混凝土应力应变全曲线变化明显；随着应变率的增加，动态单轴抗压强度显著增加。［６］对循环

5、加卸载应力应变全曲线中出现的滞回环现象，国内诸多学者进行了研究。王文达等通过试验研究了钢管混凝土的柱轴比和环板宽度对节点的耗能能力的影响，随着轴压比的增大，位移延性和耗能能力降［７］低，不同环板宽度节点的滞回曲线均为饱满的梭形。沈孛等研究了荷载和环境对ＲＣ柱滞回性能的研究。［８］孙广俊等对循环荷载下的钢筋混凝土单柱非线性滞回反应进行了数值分析，建立了两种数值模型，模拟［９］效果较好。肖福坤等对煤层进行单轴循环加卸载试验，分析了循环次数与滞回环面积的关系，研究认为［１０］滞回环面积与循环次数呈正相

6、关关系。许江等研究了应力水平对滞回环面积的影响，认为应力水平等外在因素会使岩石的滞回环曲线发生变化，在较低应力水平下滞回环面积随循环次数增加趋于稳定，在高应力［１１］水平下滞回环面积随循环次数增加呈减少－稳定－增加的演化趋势。查小琴等介绍了一种统计滞回环面积的方法。现有的文献中大多是关于岩石类的试验，而关于混凝土滞回环特性的文献较少，且受力状态多为静态单轴受压，动态双轴状态下的滞回环特性也需要研究。鉴此，本文进行了不同侧压下的混凝土循环加卸载动态试验，研究了滞回性能与侧压、加载速率、荷载循环次数

7、之间的关系。收稿日期：２０１５－１０－１８基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１２７９０９２）作者简介：肖杰（１９９０—），男，河南开封人，硕士研究生，主要从事混凝土材料动态力学特性研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｃｘｙ１０２３＠１６３．ｃｏｍ通信作者：彭刚（Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｇｐｅｎｇ１５８＠１２６．ｃｏｍ）９８水利水运工程学报２０１６年１２月１试验设备及过程１?１试验设备试验所用力学设备为三峡大学和长春市朝阳试验仪器有限公司联合研制生产的１０ＭＮ大型多功能液压伺服静动力三轴仪，该试验机型号为ＴＡＺＷ－１

8、００００。利用该设备可对试件进行竖向轴力循环加卸载试验。１?２试件制作及试验过程（１）试件制备。试验所用水泥由宜昌三峡水泥有限公司生产，粗骨料为５～４０ｍｍ连续级配的碎石；细骨料为细度模数为２?３连续级配的天然河砂；搅拌用水为自来水。试件尺寸为１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１５０ｍｍ，试件设计强度等级Ｃ３０，参照《普通混凝土配合比设计规程》（ＪＧＪ５５—２０１１）确定，混凝土试件的配合比为：水泥∶水∶砂∶石子＝１?００∶０?５０∶２?０４∶３?９６。将搅拌后的混凝土浇入模具中４８ｈ后脱模，在标准条件下