湿态混凝土的单轴压缩试验研究.pdf
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1、2 0 1 4 年 第 1期 (总 第 2 9 1 期 ) Nu mb e r 1 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 2 9 1 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE0RETI CAL RB S EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 4 0 1 0 0 6 湿态混凝土的单轴压缩试验研究 胡海蛟 ,彭刚 ,王敏 。熊鹏飞 ( 三峡大学 土木与建筑学院 ,湖北 宜昌 4 4 3 0 0 2 ) 摘要 : 通过 自然湿度和水饱和混凝土在 1 0 - 5 5 x 1 0 - 5 、
2、1 0 、 5 x 1 0 - 4 S - 四种应变速率下的单轴压缩试验, 对比分析了两种湿度混凝土 的强度 、 变形特性以及弹性模量等力学性能。 试验结果表明 : 随着应变速率的增加 , 自然湿度和水饱和混凝土抗压峰值应力都呈 增加 的趋势 ; 水饱和混凝土峰值应力、 峰值应变较 自然湿度混凝土减小 , 弹性模量较 自然湿度混凝土增加 , 且水饱和混凝土破坏 机理较 自然湿度混凝土有所不同。 关键词: 混凝土;自然湿度 ;饱和;单轴压缩 ;力学性能 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 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0
3、2 1 0 3 St u d y on w e t c o n c r e t e b a s e d o n u n i a x i a l c omp r e s s i o n t e s t s H UH a ifi a o , P E N GG a n g , W A NGMi n , X I O N GP e n g f e i ( C o l l e g e o f C i l a n d A r c h i t e c t u r e , C h i n a T h r e e G o r g e s U n i v e r s i t y , Y i c h a n g 4
4、4 3 0 0 2 , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h r o u g h t h e u n i a x i a l c o mp r e s s i o n t e s t o f n a t u r a l h u mi d i ty a n d wa t e r s a t u r a t e d c o n c r e t e t rad e r t h e s t r a i n r a t e s r a n g i n g f r o m 1 0 , 5x1 0 - 5 , 1 0_ 4 , 5 x1 0 - 4 S _ 。 , c omp a
5、 r a t i v e l y an a lys i s the t wo k i nd s o fc o n c r e t e S me c han i c a l p r o pe r t i e s s uc h a s s tre n g t h p r o p e r t i e s, d e f o r ma t i o n c h ara c t e r i s t i c s a n d e l a s t i c mo d u l u s E x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o we d tha t the p e a k s
6、 tr a i n o f n a t u r a l h um i d i ty a n d wa t e r s a t u r a t e d c o n c r e t e h a d a t r e n d o f i n c r e a s e i n g e n e r a l wi th t he i n c r e a s e of s tra i n r a t e ; wa t e r - s a t u r a t e d c o n c r e t e S pe ak s tre s s , p e ak s tra i n we r e l e s s t h a
7、n tha t o f n a t u r a l h u mi d i t y c o n c r e t e ; e l a s t i c i ty mo d u l u s o f wa t e r s a t u r a t e d c o n c r e t e wa s mo r e t h an tha t o f n a t u r a l h u mi d i ty c o n c r e t e , and the f a i l u r e me c h a - n i s ms o f wa t e r s a t u r a t e d c o n c r e t
8、e and n a t u r a l h um i d i ty c o n c r e t e we r e d i ffe r e n t Ke y wo r d s : c o n c r e t e ; n a t u r a l h um i d i ty; s a t u r a t e d; u n i a x i a l c o mp r e s s i o n ; me c h ani c a l p r o p e r t y 0 引 言 长期在水环境 中工作 的混凝土结构 , 如大坝 、 过 河桥 梁 的基础及墩 台、 海岸及 近海 岸的结 构物等 , 局部会 承受 较
9、高的水头 。 由于混凝土是一种多孔介质材料 , 以及混凝土 内部不可避免地存在着许多微观的孔隙和裂纹等缺陷, 当 它受到外 围高压水作用时 , 水会沿着混凝土表层 的微观裂 纹逐渐渗入到混凝 土内部 , 从而使得混凝土经常处于饱和 或 自 然湿度状态 , 给混凝土 的力学性能带来一定影 响。 综 观国 内外学者对水饱和混凝土力学性能 的研究 发 现 , 一些学者就水饱 和混凝土某个力学特性进行 了试验研 究 , 一些学者对 水饱 和混凝 土破坏机理进行 了研究 1 - 4 , 但 成果主要是基于断裂力学理论对水饱 和混凝 土力学性 能 的研究 , 介绍了混凝 土的破坏机理 , 研究 内容 比较
10、零散 , 没 有将 自然湿度和水饱和混凝土各种物理力学性 能进行 系 统的比较分析 , 本文将主要进行这方面的试验研究 。 1 试 验 过 程 1 1 试验设备 试验设备采用型号为 WD T 1 5 0 0的大型微机控制电 液伺服多功能材料试验机, 该系统最大试验力为 1 5 0 0 k N, 测量分辨率为 1 1 2 0 0 0 0 , 轴向测量最大变形为 1 0 m m, 径 向测量最大变形为 5 1T I 1 T I , 变形测量精度士 0 1 , 测量最大 位移值为 1 0 0 m m, 位移测量精度为 0 5 。 1 2 试件制备及养护 试验采用 + 1 0 0 m mx l 5 0
11、 n l n l 圆柱形试件 。 自然湿度 和 水饱和混凝土均采用P O 3 2 5 级水泥,经水泥胶砂强度试 验测定其 3 、 2 8 d 抗压强度和抗折强度等均满足规范要求。 试验用水采用饮用自来水, 粗骨料采用直径 5 2 0 r n i 1 连续 级配河卵石 ; 细骨料采用细度模数为 2 4 的河砂 。 混凝土配 合 比为水泥: 水: 砂子: 石子 = 1 0 0 : 0 4 0 : 1 2 5 : 2 7 9 ( 按质量计 ) 。 试件利用钢模浇铸 、 振动台振捣成型 , 在室温条件下静 置 2 4 h 后拆模编号 , 拆模后立 即按 1 O 2 0 m m 的间距放人 温度为( 2
12、 0 + 1 ) , 湿度为 9 0 以上的标准养护室 内养护, 自 然湿度混凝土在标准养护室养护2 8 d 后置于自然条件下养 护至试验开始, 水饱和混凝土在标准养护室养护 2 d 后搬出 完全浸泡于 自来水 中养护至试验开始 , 用时共 5 个月。 1 3试验加 载方案 加载过程分为三步: 将试件安放在试验机的竖向加 收稿 日期 :2 0 1 3 - 0 7 - 2 8 基金项目:三峡大学土木与建筑学院优秀硕士学位论文培育项 目资助 ; 国家 自然科学基金项 目( 5 1 2 7 9 0 9 2 ) 2l 载垫块上 , 调整各 向引伸计 , 保证轴 向引伸计 、 径向引伸计 与试件接触良好
13、后放置球铰 , 调整作动头 , 使压头靠近试 件但不施加力; 通过移动转换使试件缓慢地预加载到 1 k N 的荷载值, 检查两组引伸计接收数据是否正常, 若不正常 , 继续调节引伸计直到正常为止 ; 开始按照设定的应变速 率控 制加载 过程 , 同时采集位移 、 荷载 、 轴 向变形 、 径 向变 形值等各种数据 , 记录步长 的时间间隔为 0 0 2 s 。 从实测 的 轴向应变一 时间曲线可以看出应变速率基本上恒定, 能够确 保试验结果 的有效性和可靠性 。 2 混凝土力学特性分析 2 1 混凝土峰值 应力分析 依照以上试验方法 , 两种湿度混凝土在 1 0 - 5 、 5 x l 0 -
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- 关 键 词:
- 混凝土 压缩 试验 研究
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