为 明 确 应 变速 率 对 混 凝 土 单 轴 抗 压 特 性 的 影 响 ,本 文应 用 MTS试 验 机 对 C50混 凝 土在 应 变速 率 为 10一s~102/s范 围 内进 行 了单 轴 动 态抗 压 试 验 。 系统 研 究 了 不 同 应 变 速 率 下 混 凝 土 的 抗 压 强 度 、弹 性 模 量 、峰 值 应 变 等抗 压 力 学特 性 ,分析 了混 凝 土 抗 压 强 度 、弹性 模 量 等 与 应 变速 率 之 间 的 关 系。试 验 结 果表 明 :混 凝 土抗 压 强度 、弹 性 模 量 随 着应 变速 率 的 增加 而增 加 ,峰 值 应 变 、泊 松 比 离散 性 较 大 ,受应 变速 率 的 影 响 不 明 显 。 关 键 词 :混 凝 土 ;抗 压 特 性 ;应 变速 率 ;试 验研 究 Abstract:In ordertoinvestigatetheeffectofstrainrateon concreteuniaxialcompressiveproperty,dynamicconpres。 siveexperimentsofconcretespecimens (C50)arecarriedoutonMTSwiththeuniaxialstrainraterangingfrom 10 /sto lO-2/s.Thecompressivepropertiesofconcreteunderdifferentstainrates,which includecompressivestrength,elasticmod— u1us peak strain and Poisson’Sratio,are studied systematically.Theformulaswhich can describethe change law ofthe compressivestrength and elasticmodulusofconcreteunderthedifferentstrain ratesareproposed.Thetestresultsindicate thatthecompresseive strength and elastic modulus ofconcrete would increasewith the strain rate increasing.The dis— cretenessofpeakstrainandPoisson’Sratioarelarger,and theeffectofstrainrateon peak strain and Poisson’Sratioare notobvious. Key words:Concrete;Compressiveproperty;Strain rate;Experimentalstudy 中图分类号 :TU502 文献标识 码 :A 文章编号 :100O一4637(2O11)05-01-04 0 前 言混凝 土 是 目前使 用 最为 广 泛 的建 筑 材料 之 一 , 其 应用 范 围 已经 遍 及建 筑 工 程 、交 通 工程 、水 利 工 程 以及 地下 工程 等各个 领域 。混 凝 土结构 在工 作过 程 中不可 避 免 的会承 受 各种 动态 荷 载 的作 用 (如 地 震 荷载 、爆 炸 荷载 、风荷 载等 )I1]。而混 凝土在 动力 荷 载 作 用 下 的 力 学 特性 与 静 荷 载 下 的 特 性 有 很 大 差 别 ,混 凝土 在 动态 荷载 作 用下 的 力学 特性 往 往 对结 构工 程 的安全性 和 可靠性起 着决 定性 作用 。而我 国 现 行 GB50010—2002{混凝 土 结 构设计 规 范 》【只 给 出了混 凝土 在静 态 荷 载下 的强 度 和本 构关 系 ,没有 考 虑到 动态 荷载 的影 响 。《水工 建 筑物 抗 震 设计 规 范》1规 定 :“除 水 工钢 筋 混凝 土 结 构外 的混 凝土 水 工建 筑物 的抗 震 强度 计算 中 ,混 凝 土动 态 强度 和动 态弹性 模 量 的标 准值 可较 其静 态 强度 提 高 30% ;混 凝 土 动 态抗 压 强度 的标 准 值 可 取 为 动 态 抗 压 强度 标 准值 的 10%”。显 然 ,这种 简 化方 法很 不 准 确 ,缺 乏 实际 的试验数 据验 证 。 随着 混凝 土 结 构 的广泛 应 用 ,混凝 土 的动 态特 基 金 项 目 :国家 自然科 学基 金 资助 项 目 (50878073)。 性 越 来 越 受 到 重 视 ,也取 得 了很 多研 究 成 果 。如 Jones和 Richart[41试 验 研 究 了加 载 速 率 对 混 凝 土 抗 压 强度 与 弹性 参 数 的影 响 ;Watstein[~采 用 落 锤装 置 对 两种 强 度 的素 混凝 土 试 件 进行 了应 变率 从 10 s 到 10/s的单 轴压 缩试 验 ,静 态抗 压强 度 为 17.4MPa 和 45.1MPa的两 种混 凝 土 ,其 动 态抗 压 强度 分 别 比 静态抗 压 强度 提 高 了 84%和 85% ,弹性 参 数 也有所 提 高 ,混 凝 土 峰 值 应 变 比静 载 时 的应 变 略 高 ;肖诗 云 等【6 分 析 了 应 变 速 率 对 100mmx100mmx3OOmm 的 棱 柱 体 混 凝 土 试 件 受 压 特 性 的 影 响 ,进 行 了 100mmx100ramx100mm C25立 方 体 混 凝 土 试 件 在 不 同应 变 速率 下 的受 压 损伤 试 验 ,得 出 了抗 压强 度 增 加 系数 与应 变率 的对数 近 似呈 线 性关 系 的结论 ; 闫东 明阎对 600d龄 期 的 C10、C20混 凝 土 进 行 了动 态压 缩试 验 ,也 得 出 了抗 压强 度 随应 变 速 率 的增加 而增 大的结 论 。 由于 混凝 土 的受 压 特性 会 受 到混 凝 土 龄期 、设 计 强 度 、时 间尺 寸 、试验 条 件等 多 种 因素 的影 响 ,不 同的研 究 人 员得 出 的结 论不 尽 相 同 。因 此 ,进行 多 种 设 计 强 度 、不 同龄 期 的 混凝 土抗 压 强度 特 性 试 验 ,分 析 应 变速 率对 不 同混 凝 土抗 压 特性 的影 响 ,
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