混凝土芯样抗压强度尺寸效应研究.pdf
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1、2 0 1 2 年 第 2期 (总 第 2 6 8 期 ) Nu mb e r 2 i n 2 0 1 2 ( T o 诅l No 2 6 8 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THE 0RETI CAL RES EARCH d o i : 1 0 , 3 9 6 9 8 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 2 0 1 1 混凝土芯样抗压强度尺寸效应研究 刘红义,张劲泉,程寿山,和海芳 ( 交通运输部 公路科学研究院,北京 1 0 0 0 8 8 ) 摘要: 鉴于桥梁垮塌事故现场混凝土材料破碎的特点 , 混凝土取芯鉴别面临着尺寸效应的问题 ,
2、 通过对混凝土芯样尺寸效应的研究 , 总结分析了国内外针对非标准芯样抗压强度的换算系数 , 并根据破碎特点设计了针对性试验 , 混凝土非标准芯样抗压强度试验主要考虑 + 1 0 0 、 + 6 7 、 4 9 、 3 2 等4种直径范围和 1 5 、 1 2 、 1 0 、 0 8 、 0 5 等 5 种高径比范围, 数据回归分析得到尺寸效应统计公式, 并与相关规范做 了比较, 试验结果对事故鉴别和工程实践具有借鉴意义。 关键词: 桥梁垮塌;混凝土抗压强度;芯样; 尺寸效应;直径;高径比 中图分类号: T U 5 2 8 0 1 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 (
3、 2 0 1 2 ) 0 2 0 0 3 6 0 3 St u dy on compr es s i v e s t r e ng t h o f c onc r e t e c or e s ampl e s LI U Ho n g- y i , ZHAN G J i n q u a n, CHENG S h o u s ha h, HEHa l f a n g ( R e s e a r c hi n s t it u t e o f Hi g h wa y, Mi n i s t r yo f T r a n s p o r t , B e ij i n g1 0 0 0 8 8 , C
4、 h i n a ) Abs t r a c t : T he p r o b l e m o f s i z e e ffe c t i s c o n f r o n t e d i n i n d e n t i f y i n g c o n c r e t e q u a l i t y b y d r i l l i n g c o r e s in t h e s c e n e o f b fid g e c o l l a p s e in v i e w o f t h e c h a r a c t e r o fc r u s h e d c o n c reCo n
5、v e r s i o n f a c t o r s o fthe c o mpr e s s i v e s t r e n g t h o fc o n c r e t e n o n- s t a n d a r d c o r e s a l e ana l y s e d an d s u mma r i z e d o n s t u d y o f s i z e e ffe c t o f c o n c r e t e c o r e s , and the s p e c i fi c t e s t i s d e s i g n e d a c c o r d ing
6、 t o c o n c r e t e b r e a k i n g f e a t u r e s Co mp r e s s i v e t e s t s o f c o n c r e t e n o n s t a nd a r d C O re s a mp l e sma i n l y c o n s i d e rt h e d i a me t e r r a n g e o f : 1 0 0, 6 7, 4 9, 3 2 ri m a n dtheh e iIg h t t o - d i a me t e r r a t i o r a n g e o f1 5,
7、 1 2, 1 O, O 8, O5S i z e e ff e c t s t a t i s t i c a l f o r mu l a i s o b t a i n e d b y d a t a r e g r e s s i o n a n a l y s i s a n d c o mpa r e d wi th the r e l e v a n t s p e c i fic a t i o n s Th e t e s t r e s u l t s h a v e r e f e r e n c e m e a ni n g f o r a c c i d e n t
8、i d e n t i fi c a t i o n a n d e n g i n e e rin g p r a c t i c e Ke y wor ds : b r i d g e c o l l a ps e; c o n c r e t e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h; c o r e s a mp l e s; s i z e e ffe c t ; d i a me t e r ; r a t i o o f h e i g h t - t o d i am e t e 0 引言 近几年 , 我国发生了不少桥梁事故, 给人民的生命财
9、产带 来了巨大损失, 也影响了社会稳定。 事故现场材料取样和检验工 作是做好桥梁事故调查的重要技术保证 , 其数据的真实性和代 表性直接影响对事故结果判定的客观性和准确性。 桥梁垮塌事 故现场材料往往是凌乱破碎的, 取样鉴别面临着对小尺寸构件 取样的问题, 这就涉及到能否取得标准试件以及如何对非标准 试件鉴别的问题。 本研究针对中小跨径圬工拱桥垮塌事故现场 混凝土材料破碎小块状的特点, 展开对混凝土芯样尺寸效应的 研究。 1 混凝土尺寸效应产生的原 因1 - 3 混凝土是一种多相非均匀的混合材料, 解释其尺寸效应的 原因也较多: We i b u l l 认为材料强度的随机分布是尺寸效应的 主
10、要原因; Ne v i l l e 分析了混凝土各组分对强度的影响, 得出围墙 效应是引起混凝土尺寸效应的主要原因, 认为如果混凝土骨料 的最大尺寸与模板的尺寸相差较大时, 混凝土的密实性和大骨 料分布的均匀性都会受到影响, 由此产生了尺寸效应; S a b n i s 等 认为混凝土强度尺寸效应的原因是: 试件尺寸不同引起凝固速 度、 干燥程度不同, 试模尺寸不同引起浇筑材料质量不同, 体积 收稿 日期 :2 0 1 1 _ 0 8 - J 0 4 基金项目:西部交通建设科技项目( 2 0 0 8 3 1 8 2 2 3 4 3 ) 3 6 效应引起的强度统计偏差 , 加载速率和方法的差异
11、; Ma z a r a 等认 为尺寸效应的原因是体积效应和结构效应; C a r p i n t e r i 认为断裂 面的分形特性是产生混凝土强度尺寸效应的原因。 Ba z a n t t 为 尺寸效应的原因主要有六个方面: 边界层、 扩散现象、 水化热、 材 料强度的随机l生、 能量释放、 裂纹表面的分型特性等。 目前, 研究 混凝土尺寸效应的理论和方法主要包括: We i b u l l 统计尺寸效 应理论; ) B a z a n t 能量释放引起的尺寸效应理论; C a r p i n t e r i 分 形尺寸效应理论; 有限元的数值模拟计算。 2 混凝土芯样 抗压强度 的尺 寸
12、效应 2 0 世纪 2 O年代, Go n n e r ma n最早对混凝土强度的尺寸效应 进行了试验研究, 随后混凝土强度的尺寸效应的研究开始E t 渐 繁荣。 目前, 混凝土非标准芯样抗压强度研究主要集中在三个方 面: 一是针对影响芯样抗压强度的因素进行研究, 由此就产生了 非标芯样抗压强度的研究, 主要分析小直径芯样尺寸效应 , 还有 分析高径比、 干湿状态、 混凝土强度等级、 最大粒径、 混凝土龄期 等X ,l -压强度的影响; 二是针对不同行业不同规程中混凝土芯样 的规定和相关取值进行探讨, 主要对冶金行业的 Y B J 2 0 9 8 6 、 港V I 工程的J T J T 2 7
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