混凝土单轴动态受拉试验研究

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发布时间：2021-09-17

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混凝土单轴动态受拉试验研究
曹庆峰，丁彦芳
(河北工业大学土木工程学院。天津300401)
【摘要】采用MTS液压伺服系统对C30、C35两种混凝土进行了不同应变速率下的单轴抗拉试验。系统
研究了应变速率对混凝土强度的影响，分析了在不同应变速率下抗拉强度和弹性模量的变化规律。试验结果表
明：两种强度混凝土的抗拉强度随着应变速率的增加呈明显增加的趋势，受拉弹性模量也呈现出增长趋势，但增
长幅度差别较大。
【关键词】混凝土；抗拉强度；弹性模量
【中图分类号】TU375 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001—6864(2013)07—0014一o2
EXPERⅡ ENTAL STUDY oN THE S GLE．SHAFT DYNAMIC
TENSILE PRoPERTlES OF CoNCRETE
CAO Qing—feng ， DING Yan．fang
(School of Civil Engi．，Hebei Univ．of Technology，Tianjin 300401，China)
Abstract：The uniaxial tensile test of two kinds of concrete(C30，C35)under the diferent strain
rates is carried on the servo fatigue machine．The impacts of strain rates on concrete strength is studied
systematically，the change of the tensile strength and elastic modulus under the different stain rates are
analyzed．The results show that：the tensile strength of both kinds of concrete increases as the strain rate
growing．Modulus is also showing a growth trend，but the growth rate varies greatly．
Key words：concrete；strain rate；elastic modulus
文中根据试验要求选取合适的材料、合理的试件尺寸、
设计合理的配合比以及选取合适的试验方法和试验设备系
统，以求达到比较良好的试验结果。文中主要研究混凝土
不同应变率的动态荷载作用下混凝土的单轴受拉强度、弹
性模量的变化，其混凝土强度采用C30和C35两个等级，应
变率采用10～s～、10～s～、10 8～、10 S～，其中以10
s 速率下得到的数据作为拟静态数据，并以此作为其他速
率下得到数据的对比依据。
1 试验方法
(1) 试件尺寸的确定。本论文选定哑铃型试件作为
试验试件，中间均匀受拉段的截面为70ram×70mm的正方
形，两端截面尺寸为100mm X 100mm，端面与中截面应用弧
形向两端截面逐步过渡，试件总高度为200mm，中间部分高
度为100ram。本实验水泥采用奎山牌普通硅酸盐水泥。混
凝土配合比如表1所示。
(2) 系统调试。系统调试是正式试验前非常关键的
一步，它不仅关系试验数据的可靠性，也可以在正式加载试
验前对系统工作原理、系统的安装、软件的控制、通道的连
接等等进行了解熟悉。
本试验系统中控制软件的操作包括以下内容：通道设
置、通道参数的设置、数据采集、MTS试验机。
表1 混凝土一配合比 kg·m
(3) 加载实验。在试验系统调试结束后，就可以正式
开始试验了，在文中设计的试验方案下进行混凝土拉伸试
验，直至混凝土试件受拉断裂、完全破坏。整个加载过程
中、数据采集完全采用计算机自动控制，试验结束后，将破
坏的试件进行拍照保存，然后取下试件，进行下一组实验，
原理及过程同上，以此重复，直至所有试件进行完毕。
断裂的试件与钢板采用烧烤将其分离，放置到2KW的
电阻丝电炉上烤，大约20min后，取下直接敲打将其分离，用
水冲洗钢板，晾干，以备下次使用。
2 结果与分析
(1) 应变速率对混凝土强度的影响。以往研究表明，
混凝土的动态受拉强度随着应变率的增加而增大，但是
由于试验系统，试件尺寸和实验环境的不同，所得结论具有
一定的差异性，更有甚者得出相反的结论。文中通过液压
伺服试验机对混凝土试件进行动态手拉试验，所得到的实
验数据如下表2所示。