全级配混凝土在不连续点处的应力和变形关系

为了探讨全级配大骨料混凝土在双轴受力状态下的特性,并建立大、小试件强度的关系和破坏准则,本文采用试验的方法比较了全级配混凝土和小尺寸湿筛混凝土在双轴拉压受力情况下在不连续点处的强度和变形特性。全级配混凝土的最大骨料尺寸为150mm,试件最小横向尺寸为450mm;湿筛

2004年4月 SHUILI XUEBAO 第4期 文章编号0559-9350 (2004) 4-0105-04

全级配混凝土在不连续点处的应力和变形关系

朱尔玉1戴会超2董德禄3

湖北 宜昌

443002

重庆 400015) (1.北京交通大学 土建学院北京 1000442.中国长江三峡开发总公司3.重庆市轨道交通总公司

摘要为了探讨全级配大骨料混凝土在双轴受力状态下的特性并建立大小试件强度的关系和破坏准则本文采用试验的方法比较了全级配混凝土和小尺寸湿筛混凝土在双轴拉压受力情况下在不连续点处的强度和变形特性全级配混凝土的最大骨料尺寸为150mm试件最小横向尺寸为450mm湿筛混凝土的最大骨料尺寸为40mm试件最小横向尺寸为150mm文中描述了试件设计果的分析看出似于一直线关键词中图分类号材料配比加载设备减摩措施加载方法和加载速度 通过对试验结并都可近不论混凝土试件的骨料和尺寸大小如何湿筛混凝土双轴拉压强度A 其不连续点处的两轴应力包络线都是相似的不连续点应力应变关系 混凝土在不连续点处的拉应变值与其平均应力具有较高的相关性TV431 文献标识码全级配混凝土对全级配混凝土强度理论的研究国内外仅局限于单轴受力状态对全级配大骨料混凝土的多轴受力[1]状态除大连理工大学进行过双轴拉压的试验外其它受力状态的研究目前还未见报道由于缺乏大骨料混凝土多轴强度的试验资料各国在有关设计规范中考虑的多轴强度都是采用小骨料混凝土的试验结果[2][3]得出的根据我国的二滩拱坝铜街子和三峡重力坝大骨料混凝土单轴强度的试验结果发现它存在明显的尺寸效应和骨料湿筛效应在多轴应力状态下混凝土试件是否也有上述效应其对强度的影响程度如何是将多轴混凝土强度准则应用于混凝土拱坝重力坝等大体积混凝土结构的设计和非线性分析所必须解决的问题因此急需研究全级配大尺寸试件在多轴应力状态下的特性建立大小试件多轴强度间的关系和破坏准则

1 试验条件

1.1 试件设计 本次试验的全级配和湿筛二级配混凝土大试件采用的是两端预埋螺纹钢筋的45cm45cm120cm棱柱体试件卧式浇筑成型湿筛二级配混凝土小试件是两端预埋螺栓的15cm15cm30cm棱柱体试件在其两端预埋钢筋以便与加力架相连接为减小应力集中和初始偏心采用多根钢筋而不是用单根粗钢筋钢筋的直径和埋入长度由粘结强度和设计的抗拉强度来确定试件的尺寸见图1混凝土双轴拉压棱柱体小试件(见图2)也和相应的大试件类似在其两端分别设有预埋螺栓以便和三轴试验机的夹头连接双轴拉压试件的制作及养护按水工混凝土试验规程(SD105-82)的规定进行

1.2 材料配比 为了进行比较本次试验中的全部试件采用一种配比全级配混凝土的设计强度等级为C20水泥采用大连水泥厂生产的

525普通硅酸盐水泥砂子采用普通河砂碎石采用大连近郊碎石厂生 收稿日期

基金项目

作者简介

2003-07-15 国家自然科学基金资助项目(59379408) 朱尔玉(1963-)男山东莱芜人副教授博士主要研究方向为混凝土结构 1

为了探讨全级配大骨料混凝土在双轴受力状态下的特性,并建立大、小试件强度的关系和破坏准则,本文采用试验的方法比较了全级配混凝土和小尺寸湿筛混凝土在双轴拉压受力情况下在不连续点处的强度和变形特性。全级配混凝土的最大骨料尺寸为150mm,试件最小横向尺寸为450mm;湿筛

2004年4月 SHUILI XUEBAO 第4期

图1 单轴抗拉和双轴拉压棱柱体大试件示意(单位

mm)

图2 单轴抗拉和双轴拉压棱柱体小试件示意(单位cm)

产的石灰岩碎石(最大骨料粒径150mm)由于本次试验设计的混凝土为贫混凝土为增加混凝土的和易性采用大连北方实验加工厂生产的ZB-6型混凝土高效引气减水剂全级配混凝土的配合比如表1所示

表1 全级配混凝土配合比

配合比

(水泥13.68砂石水) 水泥 混凝土材料用量/(kg/m3) 砂 石 水 减水剂 % 水灰比 坍落度 /cm 9.170.70 167 614 1532 117 0.5 0.70 3 其中特大石大石中石小石=0.30.30.20.2

1.3加载设备 全级配混凝土和湿筛二级配混凝土大试件的单轴受拉和双轴拉压试验利用大连理工大学结构试验室自行研制的混凝土轴向拉伸装置该装置适用于试件尺寸变化范围较大的单轴抗拉试验同长春试验机厂生产的5000kN压弯试验机配合可进行大试件的拉压拉剪压剪和其中一轴低于1000kN的压压双轴试验试验装置由加力架加力千斤顶液压油泵连接装置和测试记录装置组成

湿筛二级配混凝土小试件单轴受拉和双轴拉压试验是在大连理工大学结构试验室自行研制的混凝土和岩石真三轴试验机上进行的

1.4 减摩措施 根据试验要求选择2层2mm厚的聚四氟乙烯板中间涂凡士林和3层聚乙烯薄膜中间涂黄油的减摩材料经过试验比较这二种减摩材料的效果基本相同均无负摩擦效应且后者更方便因此在双轴拉压试验中全部采用3层聚乙烯薄膜中间涂黄油的方法

2

为了探讨全级配大骨料混凝土在双轴受力状态下的特性,并建立大、小试件强度的关系和破坏准则,本文采用试验的方法比较了全级配混凝土和小尺寸湿筛混凝土在双轴拉压受力情况下在不连续点处的强度和变形特性。全级配混凝土的最大骨料尺寸为150mm,试件最小横向尺寸为450mm;湿筛

2004年4月 SHUILI XUEBAO 第4期

1.5 加载方法和加载速度 采用应力比=1/2为0-0.05-0.10-0.20-0.35的比例进行比例加载

本文规定拉应力为正拉应变为正且1>2每种应力比试验34个试件当试验数据离散较1>2大时要相应地增加试件数目每种试件从开始加载直到破坏一般控制在十几分钟内单轴抗拉试验的加荷速率为0.4MPa/min首先按破坏荷载的15%对试件预拉3次并调整连接试件与拉伸装置的螺帽使其偏心率不大于15%再开始拉伸试验

2 试验结果分析

2.1 试件的破坏形态 不论全级配混凝土大试件及湿筛混凝土大小试件在双轴拉压受力情况下其破[1]坏形态及裂缝形态都是相似的试件大多断裂在均匀受力范围内试件断裂在埋件端部与断裂在试件中部的数量比为全级配混凝土大试件2/13湿筛混凝土大试件0/14湿筛混凝土小试件2/19且裂缝及断口位置与拉应力方向基本垂直属拉断型破坏对断裂在埋件端部的试件不参与后面的统计计算

2.2 不连续点处两轴应力之间的关系 根据本次试验结果把全部大小试件在双轴拉压下应力应变数据输入计算机进行处理绘制各试件的应力应变关系曲线根据试验曲线的形状从起始点处选定一部分试验点进行线性回归处理然后把得到的直线再迭加到原曲线上由此可以很直观地找出偏离直线的试验点以刚开始偏离直线的点为不连续点记下此点的应力和应变这种分析方法既直观又方便可快速地得到在不连续点处的应力和应变值用此方法得到的全级配混凝土大试件(45cm45cm120cm)湿筛混凝土大试件(45cm45cm120cm)和湿筛混凝土小试件(15cm1 5cm30cm)在双轴拉压下(其中垂直轴上的点为单轴拉试验点水平轴上的试验点为单轴压试验点)的不连续点应力包络线如图3所示各曲 …… 此处隐藏：5361字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……