混凝土在循环荷载下 变形特性 及 加载曲线包络线的研究 陈学强 ，彭 刚 ，胡伟华 ，梁 辉 (1．三峡地 区地 质灾 害与生态环境湖北省协 同创新 中心 ，湖北 宜 昌 443002； 2．三峡大学 土木与建筑学院，湖北 宜昌 443002) 摘 要 ：为研究混凝土在循环荷载下 的变形特性 ，进行了 2种不 同应变速率下 (10～／s，10 ／s)t昆凝土轴 向循环加卸载 试验 ，对混凝 土残余塑性应变与卸载点应变的关系及其共 同点应 变与卸载点应 变的关系进行 深入分析 ，并采 用改进 的 weibull统计模 型对循环加卸载曲线 的包络线进行拟 合。研 究结果表 明：混凝土在循 环加卸载作用下 应力应变 曲 线 的包络线与单调荷载作用下的应力应变全曲线基本一致 ；改进后的 Weibull统计模 型能较好地拟合包络线 。 关键 词 ：混凝土 ；循环加卸载 ；变形特性 ；包络线 ；应变速率 中图分类号 ：TU528 文献标志码 ：A 文章编号 ：1001—5485(2015)11—0115—04 目前 ，我国建筑行业需求量最大 、最重要 的建 筑材料就是混凝土 ，混凝土材料 的质量对建筑物 的 安全影响很大。对混凝土材料性能 的全面深入研究 是 当今 土木 工程 领域 中的重 要课 题 之 一 。混 凝 土 的 率相 关 性是 土木 工程 结构 地震 响应 分 析 中必须 考虑 的一个非线性 因素。随着 昆凝土 材料在 大跨度桥 梁 、高耸构筑物等大型结构 中的应用 ，线弹性范围 内的结构分析已经无法满足设计要求 ，需对结构进 行更为精确的分析 。尤其是地震作用下 ，结构激发 的加载速率比静态下的加载速率高几个数量级 ，甚 至更高。这将让混凝土的强度 、刚度 、延 (脆 )性等 表现出不 同的力学特征。事实上 ，率相关性会对混 凝土的损伤与破坏产生很大的影响。当混凝 土受外 荷载作用或外界环境发生变化时 ，混凝土 内部初始 微裂纹逐渐发展并产生新的微裂缝 ，最后形成微观 的甚至宏观的裂缝 ，这就是 昆凝土 的损伤演化 。损 伤的演化规律 ，对混凝土的各种特性会产生重要影 响。考虑混凝 土材料 的率相关性 ，对混凝土动态特 性展 开试 验研 究 ，才能 更深 入更 全 面 地 了解 混凝 土 的力学行为规律 ，为下一步研究混凝土损伤特性 与 破坏机制 、建立混凝土的动态损伤本构模型奠定基 础 ，从而得到更为接近实际的结构响应分析理论 ， 为结构的分析与安全评价提供可靠理论依据。 1 试 验过程 1．1 试 验设 备 试验采用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微 机控制 电液伺服大 型多功能动静力三轴仪 ，该系统是 由 3个独立 的油 缸来施加荷载。轴 向变形范 围 0～10mm，径向变形 测量范 围0～5mm，位移测量 范围 0～100mm，在加 载速率为 10咱／s～10 ／s的范围内具有 良好的工作 性能 ，能较好地满足本次试验的要求。 1．2 试件制备及养护 试验采用强度等级为 C30、尺寸为 300IBm 的立 方体混凝土试件 ，水泥采用宜昌弘洋水泥有限公 司生 产的P．042．5普通硅酸盐水泥 ，细骨料为细度模数2．4 的河沙 ，拌合用水采用 自来水，其中 5～20mm小石与 20-40mm中石的比例为 4：6。}昆凝土的配合 比为 水 ：水 泥 ：砂 ：石子 =0．50：1．O0：2．04：3．96，各 种 材料用量详见表 1。

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