不同应变率对混凝土轴拉全曲线影响的试验研究

不同应变率对混凝土轴拉全曲线影响的试验研究_陈育志

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发布时间：2021-09-06

资料介绍

不同应变率对混凝土轴拉全曲线影响的
试验研究*
陈育志1，2，王瑶1，陈徐东2
( 1 金陵科技学院建筑工程学院，南京211169; 2 河海大学土木与交通学院，南京210098)
［摘要］利用MTS 试验机，通过在试件与试验机之间设置球铰组件以降低混凝土拉伸试验中偏心的影响和消除
附加弯矩的影响。并以试件应变为加载控制方式，完成了应变率为10 － 7， 10 － 6， 10 － 5， 10 － 4 /s 四种数量级范围内的
混凝土动态轴向拉伸试验。试验结果表明，所采用的试验方法简便可行; 不同应变率下的混凝土轴拉应力-应变全
曲线的形状有很好的相似性; 混凝土抗拉强度和抗拉弹性模量随着应变率的增加而增加，但应变率的变化对混凝
土极限拉应变没有明显的规律性影响。
［关键词］混凝土; 轴向拉伸; 应力-应变全曲线; 应变率
中图分类号: TU502 文献标识码: A 文章编号: 1002-848X( 2015) 22-0071-04
Experimental research on effects of strain rate on tensile stress-strain curve of
concrete in axial tension condition
Chen Yuzhi1，2
，Wang Yao1，Chen Xudong2
( 1 Architectural Engineering Institute，Jinling Institute of Technology，Nanjing 211169，China;
2 College of Civil and Transportation Engineering，Hohai University，Nanjing 210098，China)
Abstract: MTS testing machine was used and ball hinge components were set between specimens and testing machine to
eliminate the influence of eccentricity and additional bending moment in the process of concrete axial tensile test． The
dynamic axial tensile test of concrete within four strain rate magnitude ranges was completed with loading control method of
specimen strain and the strain rates were 10 － 7 ，10 － 6 ，10 － 5， 10 － 4 /s． The test results show that the used test methods were
simple and feasible． Under different strain rates，good similarities exist in different complete stress-strain curve shapes of
concrete axial tensile tests． Tensile strength and elastic modulus increase with the increase of strain rate，but the change of
the strain rate has no obvious regular effect on the ultimate tensile strain of concrete．
Keywords: concrete; axial tension; stress-strain curve; strain rate
* 江苏省产学研联合创新资金前瞻性联合研究项目( BY2012039) ，
住房和城乡建设部科技计划项目( 2013-K4-39) 。
作者简介: 陈育志，博士研究生，Email: yuzhichen@ jit． edu． cn。
0 引言
目前，建筑结构在地震作用下的损伤评估主要
从材料、构件和整体结构三个层次进行。极端地震
条件下钢筋混凝土结构倒塌数值模拟分析离不开准
确的混凝土材料动态本构模型，倒塌破坏阶段分析
需要的动态本构模型应包含软化段。
在混凝土轴拉试验中，试件必须通过一定的
夹持方式与试验机连接才能确保拉力的传递，夹
具的设计应保证试件的对中安装、受力合理，并避
免应力集中，且可以重复利用。国内外常见的夹
持方式有三类: 预埋式、端部粘贴式和侧夹式或侧
贴式。对于混凝土轴拉试验过程中出现的偏心情
况，常见的解决方式如下: 1) 采用链条式的柔式拉
杆; 2) 采用可自由转动的铰来保证试件受力的垂
直性，调整试件两端拉力使其保持在同一直线上;
3) 采用可调式加力架，在端部钢帽与试验机之间
设置四根调节杆，通过多次预加载并调整螺丝位
置使四根调节杆的应变值相近，从而消除偏心影
响。混凝土轴拉试验不仅要求试件断裂位置发生
在均匀受力段，还要求变形量测设备能跨越试件
产生的裂缝，且量测标距不宜过长。常见的解决
办法是制作设置缺口的试件或制作两端断面大中
间断面小的哑铃形( 狗骨形) 试件。
从已有研究成果看，多是针对韧性较好的纤
维混凝土轴拉应力-应变全曲线( 简称混凝土轴拉
全曲线) 展开研究，而针对普通混凝土轴拉全曲线
的试验难度极大，试验研究成果极少，存在不少基
础性问题( 动态软化段、加载制度、应变率等) ，需
要进一步探索和深化研究。本文通过混凝土轴拉
试验来研究不同应变率( 10 － 7，10 － 6，10 － 5，10 － 4 /s)
下混凝土轴拉全曲线，以完善混凝土的轴拉全过程
本构关系，为地震作用下结构防倒塌设计提供相应
依据