塑性混凝土渗透性能试验研究

采用水工混凝土抗渗仪法和土工渗透仪法对蝮性混凝土的渗透性能进行了试验,分析了水胶比、膨润土用量、黏土用量、水泥用量、砂率等对渗透性能的影响.结果表明:塑性混凝土的抗渗性能随着水胶比的减小和砂率的减小而增大,适当增加膨润土和黏土用量可以提高其抗渗性能,水泥用量对渗透性能影响不明显.     

塑性混凝土单向受压应力-应变关系的试验研究

通过棱柱体试件的单向受压试验,研究了水胶比和龄期对塑性混凝土单向受压的应力-应变曲线的影响。研究结果表明,单向受压下塑性混凝土的峰值应力随水胶比增加而减小,随龄期的增加而增大,其峰值应变基本在3.000με以上,平均值为3.528με;塑性混凝土应力应变曲线上升段斜率、下降段曲率及陡峭程度均随水胶比的减小或龄期的增加而增大;塑性混凝土单向受压中吸收的能量随峰值应力的增加而线性增加。通过对试验结果的分析,建立了塑性混凝土弹性模量、吸收能量、应力-应变曲线参数a1和a2与峰值应力间的关系式及峰值应力、a2与水胶比和龄期间的关系式。在此基础上,提出了考虑水胶比和龄期影响的单向受压下塑性混凝土应力-应变关系数学表达式。     

渠道防渗混凝土三轴力学破坏特性试验研究

文中利用混凝土材料三轴试验系统,针对前海灌区渠道水工混凝土防渗材料开展力学破坏实验研究.分析研究了混凝土试样三轴应力应变特征与加载速率之间关系,以及围压对混凝土试样三轴力学特征影响特性,分析得出:高加载速率可提升三轴强度,无机材料掺率或砂率愈大,则加载速率促进强度增长效应愈显著;峰值应变随无机材料掺率增大,但随砂率为先增后减变化;三轴强度、峰值应变均与围压为正相关关系,但水胶比参数降低,则围压促进强度增长幅度及峰值应变增长幅度均减小.研究成果可为农业灌区水利工程中混凝土材料设计应用提供重要参考.     

真三轴试验下真实应变对塑性混凝土应力 －应变特性的影响

目前国内外学者对于塑性混凝土的研究工作大部分都是基于其小应变假定的基础上进行的, 为了分析塑性混凝土大极限应变对其应力－应变特性的影响,设计了4组塑性混凝土配合比及12个围 压环境进行真三轴试验。研究了塑性混凝土的峰值强度及峰值后曲线特征。结果表明:小应变假定和 真实应变下峰值强度与围压环境的相对变化关系一致,当第三主应力相同时,塑性混凝土的峰值强度随 第二主应力的增大而增大,但增幅越来越小;当膨润土掺量为零时,小应变假定和真实应变下应力－应 变峰值后曲线特征一致,呈现近似塑化或理想塑化特征;当膨润土掺量不为零时,真实应变下塑性混凝 土应力－应变曲线峰值后出面明显下降段,出现明显峰值点。     

不同期龄塑性混凝土力学性能试验研究

对养护期龄为7,14,28,90 d的塑性混凝土进行三轴压缩试验,实测不同围压状态下试件的应力-应变曲线及强度参数,分析不同养护期龄及试验围压对强度、应力-应变关系的影响。试验结果表明:塑性混凝土在低围压时表现出软化性,破坏偏应力与破坏应变较小,随着围压提高塑性混凝土应力应变曲线软化趋势减弱,并且随着围压的提高其破坏偏应力显著提高。塑性混凝土在不同围压下均表现出先剪缩后剪涨的特点,且随着围压升高其剪缩的趋势增大剪涨的趋势减小。双曲线模型参数K值随养护期龄的发展而增大,双曲线模型参数n、F、破坏比Rf值随养护期龄的发展而减小。相同养护期龄内塑性混凝土破坏偏应力随围压的增大而增大,相同围压下其破坏偏应力随养护期龄的发展而增大。凝聚力随期龄发展而增大,内摩擦角受养护期龄变化影响较小。     

塑性混凝土立方体和圆柱体试件的力学特性数值模拟研究

为研究塑性混凝土立方体和圆柱体试件力学特性的差异,采用 FLAC3D 有限差分软件模拟了塑性混凝土单轴压缩试验,数值模拟得到的塑性混凝土单轴应力 - 应变关系与试验结果基本一致,说明采用 FLAC3D 开展塑性混凝土力学特性数值分析是可行的。在此基础上,分别开展了立方体和圆柱体塑性混凝土试件的三轴试验数值模拟,获得了塑性混凝土试件应力 - 应变曲线、峰值强度和峰值应变,并分析了两种试件位移云图。研究表明在相同参数下立方体试件峰值强度普遍比圆柱体试件偏大,峰值强度随着围压近似线性增长。     

膨润土与水泥掺比对塑性混凝土变形特性的影响

通过4组不同膨润土与水泥掺比（0.93,0.50,0.35,0.26）的塑性混凝土常规三轴压缩试验,研究了膨润土与水泥掺比对塑性混凝土变形特性（割线模量、峰值应变、体积变形、模强比）的影响规律。试验结果表明,随着膨润土与水泥掺比的降低,塑性混凝土峰值应变和最大体积压缩量均显著降低,即材料抗裂性和变形性能显著降低。膨润土与水泥掺比对模强比的影响规律不一致,膨润土与水泥掺比为0.93或0.50时,塑性混凝土模强比有随围压增加而先增后降的趋势;膨润土与水泥掺比为0.35或0.26时,塑性混凝土模强比表现为随围压增加而逐渐降低的趋势。最后,根据三轴试验结果整理分析了符合Duncan-Chang本构模型的塑性混凝土本构参数。     

塑性混凝土双轴受压性能与破坏准则

基于塑性混凝土立方体试件的双轴压缩试验,研究了塑性混凝土的双轴受压性能和破坏准则。结果表明:当应力比较小时,塑性混凝土双轴受压破坏形态与单轴受压相似;随应力比增加,双轴受压破坏面龟裂现象明显;双轴受压下的塑性混凝土抗压强度显著提高,是单轴抗压强度的1.77~4.72倍;随应力比的增大,塑性混凝土抗压强度先增大后减小,应力比0.75时抗压强度的提高最大;单轴抗压强度越高,双轴受压时塑性混凝土抗压强度的增长越小。塑性混凝土八面体正应力应变曲线、剪应力应变曲线的斜率随应力比的增加有增大的趋势,其变形随抗压强度的增加有所降低。双轴受压各应力比下的八面体剪应力与正应力之间均具有线性关系,其斜率随应力比的增加逐渐降低。通过对试验结果的分析,建立了双轴受压下塑性混凝土抗压强度的包线方程以及双参数、三参数及考虑加载路径影响的破坏准则。     

三轴作用下塑性混凝土应力应变特性试验

为了分析塑性混凝土的应力应变关系,设计了2组配合比浇筑18个圆柱体试件进行三轴试验,得到了试件的工程应力应变曲线。通过分析工程应力应变曲线的特性修正了工程应力应变曲线,并分析了不同配合比下塑性混凝土峰值应力、割线模量与围压的相关关系。结果表明:围压作用下的应力应变曲线在弹性阶段后表现出明显的应变硬化特征,随着应力的不断增加,应变增大,待应变增加到10-3左右后,应力基本保持不变,即没有峰值应力,并且应力应变曲线几乎没有下降段;通过面积修正法对试验数据进行修正,修正后的应力应变曲线比较符合实际;提出了三轴作用下应力应变曲线修正后上升段曲线的本构关系模型,拟合程度达到99.5%。     

塑性混凝土渗透性能试验研究

通过塑性混凝土正交试验,研究了水胶比、膨润土掺量、粉煤灰掺量和砂率等因素对塑性混凝土渗透性能的影响。结果表明:水胶比是最主要的影响因素,在配合比设计中适当减小水胶比能提高塑性混凝土的抗渗性能;膨润土掺量和砂率分别保持为50%和60%时,塑性混凝土的抗渗性能相对较好;粉煤灰等量取代水泥,随着粉煤灰掺量的增加,塑性混凝土28 d龄期的抗渗性能略有降低,但后期抗渗性能反而提高。     

防渗墙刚性混凝土单轴及三轴受压的本构关系试验研究

采用简易σ－ε测试系统和日本产动液压伺服铡性试验机进行了防渗墙用刚性混凝土的单轴及三轴受压的全应力－应变试验，并分析了刚性混凝土在受压时不同阶段的破坏行为。成果表明：试验所用的刚性混凝土弹模值较低，比例极限较高，峰值应变较大；低围压的三轴状态下刚性混凝土的轴压强度和弹模随围压增加而增大，但弹强比则相反，这种刚性混凝土作防渗墙墙体材料对周围介质的变形有较好的适应能力，全应力－应变曲线对防渗墙的非线性     

循环荷载后围压水对混凝土力学特性影响

对不同围压(0, 2, 5, 10 MPa)下的水饱和混凝土试件,历经25次循环荷载作用后(荷载下限140 kN,上限260 kN,频率0.1 Hz),进行了不同加载速率(地震荷载作用下的混凝土应变速率响应范围10-5/s~10-2/s)下的静动态常三轴抗压性能试验。分析了混凝土峰值应力、峰值应变以及损伤特性。结果表明:历经循环荷载后,随着加载速率的增加,混凝土峰值应力增大,峰值应变整体上逐渐增大,损伤变量D增长速度减缓;随着围压增加,混凝土峰值应力和峰值应变逐渐增大,损伤变量D增长速度降低,但损伤极限差值越来越大。基于上述试验结果,得到了历经荷载循环后混凝土动态峰值应力与围压、加载速率有关的经验计算式及历经荷载循环后混凝土动态峰值应变与围压、加载速率有关的经验式。     

三级配大骨料混凝土双轴抗压性能试验分析

利用自行研制的大型混凝土静、动三轴试验系统,完成了5种应力比、4种应变率、3种含水状态（干燥、自然、饱和）的三级配大骨料混凝土双轴动态抗压试验。试验研究了含水率对三级配大骨料混凝土动态极限抗压强度的影响,并在此基础上提出考虑含水率影响的大骨料混凝土动态破坏准则。研究表明,饱和混凝土试件在高应变率下的强度明显提高,而在低应变率下强度则有所降低。在相同应变率下,极限抗压强度在应力比为1∶0.5时达到最大值。影响三级配大骨料混凝土试件破坏形态的主要因素为应力比,其动态极限抗压强度随含水率的增大而增大,而静态极限抗压强度随含水率的增大而减小;单轴受压状态下的变形明显小于双轴受压,试件的峰值应变随应变率的增大而减小。     

密度及应力水平对珊瑚砂强度变形特性影响

为研究密度与应力水平对珊瑚砂强度和变形特性的影响,利用三轴仪,对珊瑚砂试样开展了一系列不同密度、不同应力水平条件下的三轴固结排水剪试验。根据试验结果分析了珊瑚砂密度和应力水平对其应力应变、体积变形特性及强度特性等的影响。结果表明,不同相对密度的试样均表现出剪胀特性,同一初始密度的试样,围压越大其剪胀现象越不显著。珊瑚砂初始切线模量随着围压和相对密度的增大而增大,可近似用直线表示,并建立了初始切线模量与相对密度和围压的关系式。相变点应变随围压的增大而增大,随相对密度的增大而减小。珊瑚砂强度指标φ₀和Δφ随着相对密度的增大而呈线性增大趋势。     

层状岩体在三轴加载下的扩容及塑性应变特性

为研究层状岩体在三轴加载下的扩容及塑性应变特性,选取具有典型层理构造的千枚岩为研究对象,制作倾角为0°、30°、45°、90°标准岩样,采用MTS815试验系统进行三轴加载试验,定义了塑性应变比以研究轴向与环向裂隙的发展速度。结果表明:千枚岩应力-应变曲线5个典型区段及特征应力与围压和层理倾角存在明显的相关性;千枚岩扩容起点对应的体应变随着围压的升高而减小,扩容起点对应的轴向应变和体应变随着倾角的增大而减小;不同层理倾角千枚岩长期黏聚力普遍大于峰值黏聚力,长期摩擦角普遍小于峰值摩擦角;较低围压水平下轴向裂隙的发展速度比环向裂隙的发展速度更快,较高围压水平下环向裂隙的发展速度随着偏应力增大而显著变快。     

摩阻对混凝土压缩试件受力状态影响分析

为研究混凝土压缩试验中钢压板与试件间摩阻对混凝土受压状态的影响,采用Ｎａｊａｒ损伤理论方法,基于ＣＤＰ模型建立了混凝土棱柱体和立方体单轴压缩的数值模型。分析了混凝土试块破坏特征和应力应变分布状态,绘制受压过程应力－应变曲线。计算结果表明,混凝土试件单轴压缩时弹性阶段受摩擦力影响相对较小,棱柱体峰值应力随着摩擦系数增大而减小,峰值应变则随之增大;立方体峰值应力和峰值应变均随着摩擦系数增大而增大。棱柱体和立方体的竖向应力和应变沿高度和宽度分布随着摩擦系数的增大越不均匀,当摩擦系数不大于0．5时,在棱柱体中间位置粘贴应变片所测得竖向应变与理想状态较为接近。采用数值模拟方法可有效分析混凝土压缩试件在摩阻作用下的受力状态,研究结论可为混凝土单轴压缩试验提供理论支撑。     

渠道水工混凝土防渗材料破坏性能试验

以新疆某灌区输水渠道防渗为背景，通过水工混凝土材料三轴试验系统，展开混凝土力学破坏试验分析，主要包括加载速率、围压、水灰比等参数对混凝土试件三轴应力应变特征的影响；根据分析结果，随着加载变形速率的提高，水工混凝土试件三轴强度随之提升，但在屈服变形阶段力学特征差异才明显显现；三轴强度、峰值应力等与围压呈正相关关系；在加载速率、围压、水灰比等因素的耦合作用下，水灰比的增大对围压正向促进作用有抑制和减缓作用，但试件变形速率间力学特征愈加明显。相关分析成果和研究结论可作为混凝土防渗材料在水利工程中应用的借鉴参考。     

掺膨润土塑性混凝土用于防渗墙的试验研究

塑性混凝土具有弹性模量低，变形性能好的特点，能有效地改善墙体应力状态，但水泥用量减少和大量土料的掺入，对其抗渗性和耐久性也带来不利的影响，通过试验，对不同水胶比，不同膨润土掺量和不同砂率的塑性混凝土进行试验，研究各种参数对塑性混凝土性能的影响，得出配制满足技术要求的塑性混凝土的配合比。     

真三轴应力下混凝土的动态力学性能及破坏准则

为研究混凝土结构处于复杂应力状态下的静动态力学特性,进行了不同应力比及加载速率下的真三轴压缩试验。对混凝土的强度特性和变形特性展开了深入分析,并基于八面体应力空间建立了考虑应变速率效应的真三轴动态破坏准则。结果表明:真三轴受压下的混凝土极限抗压强度随着应力比的增大而增大。随着应变速率的增加,应力比较低时,混凝土的极限抗压强度逐渐增大;应力比较高时,极限抗压强度先减小后增加。随着应变速率的增加,侧向变形曲线的破坏峰值点更明显;随着应力比的增大,侧应力较大方向上的变形越来越小。基于八面体应力空间建立的真三轴动态破坏准则表达式中包含3个率效应参数,经验证与试验数据吻合较好。     

静水压力下塑性混凝土力学性能研究

塑性混凝土力学性能具有明显的静水压效应,对复杂应力状态下力学性能的研究具有重要的工程应用价值和学术研究价值。文章利用三轴试验,对塑性混凝土试件施加不同的围压,然后轴向冲击压缩加载,系统进行不同围压条件下塑性混凝土轴向压缩试验,得到了相应的应力-应变曲线。研究结果表明,塑性混凝土的静水压力效应比较明显,塑性混凝土具有明显的应变硬化现象,轴向抗压强度增长较为明显。