抗裂圆环的干缩应力分析域.均匀干燥时水泥基材料弹性模量的影响.pdf

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1、2014年第2期混凝土与水泥制品2014No．22月CHINACONCREI1EANDCEMENTPRODUCTSFebruary抗裂圆环的干缩应力分析Ⅱ．均匀干燥时水泥基材料弹性模量的影响张承志，王爱勤，陈文耀(1．河南大学材料与结构研究所，开封475004；2．中原工学院建筑工程学院，郑州450007；3．中国水利水电第三工程局有限公司，西安710016)摘要：根据弹性力学基本方程，研究了均匀干燥过程中水泥基材料弹性模量对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响，分析了其机理，探讨了

2、圆环抗裂试验方法定量化的途径。关键词：抗裂圆环；均匀干燥过程；干缩变形；水泥基材料弹性模量Abstract：Accordingtotheequationsofelasticity，theinfluencesoftheelasticmodulusofcementingmaterialonthedistributionoftheradialdisplacement，radialstrain，circumferentialstrain，radialstressandcircumferentialstressinho．mogen

3、eouslydryingprocessarestudied．andthemechanismisanalyzed．I1lewayofquantitativeanalysisforthetestmethodofbreakingringisdiscussed．Keywords：Breakingring；Homogeneouslydryingprocess；Deformationofshrinkage；Elasticmodulusofcementingmaterial中图分类号：TU528．07文献标识码：A文章编号：1000—

4、4637(2014)02—05—04wsfTg2一-1抗裂性能是水泥基材料极其重要的一个性能，研究者在这一方面已经开展了大量的研究工作，提_=三二]x~s季J-二-V：c茎／I／8∞(2)出了多种评价混凝土材料抗裂性能的方法。在各种评价抗裂性能的方法中，圆环约束试验E／R21＼n一法有着更加重要的地位。在文献[1]中，运用弹性力1-~磊t--#---1)3)学方法推导了由于干缩变形引起的径向位移、径向应变、环向应变、径向应力及环向应力的数学表达式。这些表达式表明，水泥基材料的弹性模量是影水泥基材料的位移、应变和应力：响各

5、种分布的一个重要因素。与其它参数不同，水泥基材料的弹性模量与试样有关，不能作为仪器参数。因此，本文将着重讨论这一因素对径向位移分=布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布及-=芎芝+一等售(争R2)p～c4环向应力分布的影响。1基本分布规律及水泥基材料弹性模量的影响(等+)+E瓦l-v,(R2一t)在文献[1]中，通过弹性力学分析已经获得了如下关系[21：霹亳对于实芯钢芯，钢芯中的位移分布、应变分布和应力分布为：告T二(＼等r2一娶P)+T二(l等r2一)J'．rEVc'．r,~SXVcc亭一c1L-爵1w1sf一1

6、＼一(1)霹薹s(5)一5一2014年第2期混凝土与水泥制品总第214期E~occs1一(＼-一譬n‘)／蠹(蓦一·)El蓦l-vc曩,y爵一＼l+r2／l1一r2／的料材堡fl+一R21一一毳鲁舞，)(6)一E1一焉r2—碡＼1+墨r2』1一J位移(12)般根据这些关系式，图l～图5分别给出不同水泥，．11"-~~l1+-vVssprf2)]pPsecs,基材料弹性模量时的径向位移分布、径向应变分露售蔷露布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布。器从这些图中。可以看出：(7)(1)由图1可知，径向位移变化在钢芯中较

7、小，而其在水泥基材料中的变化较大。另外，空芯钢芯：一(：墨羞『(+手)+等r2_r21-t'~一+等)1的径向位移远大于实芯钢芯的径向位移。更值得注意的是，采用实芯钢芯时，水泥基材料弹性模量对径向位移的影响很小：采用空芯钢芯时，水泥基材=一1料的弹性模量对径向位移的影响相对要大一些，即采用空芯钢芯时，径向位移对水泥基材料的弹性模量更敏感。水泥基材料的弹性模量越大，径向位移1-V一·1一r^g1f越大。雾霹s~p／鬻(2)对于径向应变，实芯钢芯与空芯钢芯差别不大。空芯钢芯略小一些。水泥基材料的弹性模量E对径向应变影响甚微。

8、——s~cs1+孚)腓～一铷一～一l1-V，·^‘J(3)空芯钢芯的环向应变比实芯钢芯的环向应露s~磊p霈／变大得多。采用实芯钢芯时，水泥基材料的弹性模的弹性模量对空芯钢芯和实芯钢芯的径向应力都有一定的影响。水泥基材料的弹性模量越大，径向应力越大。相对比较而言，空芯钢芯[【错El一嚣(I1+Vs+。升r2／l+一Pc