全级配混凝土基体力学特性试验研究

进行掺引气剂与减水剂的全级配混凝土及相应湿筛混凝土抗压强度，压缩弹性模量，抗拉强度，拉伸变形模量，极限拉伸值，弯曲特性以及抗磨损性能等基本力学特性试验。通过这些项目的仿真试验研究，得出了全级配与混筛混凝土的各种力学指标，建立了全级配与湿筛混凝土性能之相互关系特别是掺引气剂全级配混凝土的优异性能对大体积混凝土工程将有重要的参考价值。     

全级配碾压混凝土单轴动态拉伸试验研究

大坝混凝土动态性能是影响混凝土高坝抗震安全的关键因素之一,在地震作用下重力坝的破坏主要发生在坝头、坝踵及坝体局部拉应力较大的区域,开展全级配碾压混凝土动态拉伸试验研究是为满足不断深化的碾压混凝土大坝抗震研究需求.本文使用中国水利水电科学研究院的大型动、静态材料试验机对全级配碾压混凝土试件开展单轴动态拉伸试验研究.试验混...     

三峡大坝全级配混凝土力学性能试验研究

对骨料最大粒径为80mm的三峡大坝全级配混凝土的力学性能进行了试验,并与相同配比经湿筛的混凝土标准试件的力学性能进行了比较。结果表明二者在性能上有较大差别,主要表现为大骨料对混凝土的轴向抗拉强度和极限拉伸值影响最大。同时还给出了全级配混凝土和湿筛后混凝土各项力学性能的比值, 供设计参考。     

全级配混凝土轴拉应力-变形全曲线试验研究

全级配混凝土拉应力-变形全曲线是大坝非线性反应计算与极限抗震能力分析中的一个重要指标。本文利用先进的全数字化闭环控制大型材料试验机,采用位移控制的加载方式,对最大骨料粒径为150 mm的Ф450 mm×1 300 mm的圆柱体试件进行轴向拉伸试验,研究应变率约为10-7s-1时混凝土试件测距内的受拉变形随拉应力变化的全过程曲线。达到峰值荷载后,在不同的应力水平下对试件进行往复多次加、卸载,研究全级配混凝土软化段加、卸载曲线的特点。拟合全级配混凝土轴拉应力-变形全曲线及加、卸载曲线的计算式,为数值分析中大坝混凝土模型的建立提供可参考的试验依据。     

全级配混凝土基本力学特性试验研究

进行掺引气剂与减水剂的全级配混凝土及相应湿筛混凝土抗压强度、压缩弹性模量、抗拉强度、拉伸变形模量、极限拉伸值、弯曲特性以及抗磨损性能等基本力学特性试验 ,得出了全级配与湿筛混凝土的各种力学指标 ,建立了全级配与湿筛混凝土性能之相关关系 .     

预测全级配大坝混凝土弹性模量的三相模型

在分析传统混凝土两相复合材料弹性模量计算模型不足的基础上,考虑混凝土中界面过渡区的影响,分析界面过渡区的体积与骨料体积分数、骨料颗粒级配和界面过渡区厚度之间的关系,建立预测混凝土弹性模量的三相复合材料模型,并在此基础上计算全级配混凝土与湿筛混凝土的弹性模量,并与已有试验结果进行比较,吻合良好。分析全级配与湿筛混凝土弹性模量比值与骨料及水泥基体弹性模量比值的关系,给出了随龄期变化时两者弹性模量比值的变化规律。     

冻融循环后全级配混凝土及其湿筛混凝土的力学性能比较

对全级配混凝土试件及其湿筛混凝土试件分别进行0次、50次、100次、150次、200次、250次和300次快速冻融循环试验。观察冻融后试件外观的变化情况,测定冻融循环后全级配混凝土和湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度,讨论了冻融循环对抗压强度、抗拉强度及其应力应变关系的影响。试验发现,冻融循环后全级配混凝土的外观破损情况较湿筛混凝土严重得多。试验结果表明,随冻融次数增加,全级配混凝土与湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度均明显降低,但全级配混凝土的降低值较湿筛混凝土的降低值大,特别是抗拉强度,降低幅度更大。两种混凝土单轴压应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向右下方移,曲线形状变得扁平,而其单轴拉应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向左下方移动,曲线变短。通过对试验结果的分析,建立了全级配混凝土和湿筛混凝土之间单轴压及单轴拉关系的数学公式,可以为寒冷地区大坝、海洋平台等的设计、维修、维护及其寿命预测等提供理论依据。     

冻融循环后全级配混凝土及其湿筛混凝土的力学性能比较

对全级配混凝土试件及其湿筛混凝土试件分别进行0、50、100、150、200、250和300次快速冻融循环试验。观察冻融后试件外观的变化情况,测定冻融循环后全级配混凝土和湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度,讨论了冻融循环对抗压强度、抗拉强度及其应力应变关系的影响。试验发现,冻融循环后全级配混凝土的外观破损情况较湿筛混凝土严重得多。试验结果表明,随冻融次数增加,全级配混凝土与湿筛混凝土的抗压强度与抗拉强度均明显降低,但全级配混凝土的降低值较湿筛混凝土的降低值大,特别是抗拉强度,降低幅度更大。两种混凝土单轴压应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向右下方偏移,曲线形状变得扁平,而其单轴拉应力应变曲线峰值应力点随冻融循环次数增加逐渐向左下方移动,曲线变短。通过对试验结果的分析,建立了全级配混凝土和湿筛混凝土之间单轴压及单轴拉关系的数学公式,可以为寒冷地区大坝、海洋平台等的设计、维修、维护及其寿命预测等提供理论依据。     

全级配大体积混凝土强度的试验研究

大体积混凝土采用三级配骨料(最大粒径为80mm)或四级配骨料(最大粒径为150mm),全级配骨料大体积混凝土经湿筛成二级配混凝土,其粗骨料含量由60％～70％降为20％～30％。由于混凝土组成发生了变化,     

锦屏一级拱坝混凝土全级配与湿筛试验分析

水工大坝混凝土力学特性试验迄今仍采用湿筛成型小尺寸试件进行,而湿筛试验过程中往往剔除大于40 mm大骨料,造成试验结果无法真实反映实际大坝混凝土的性能指标。结合锦屏一级高拱坝混凝土强度测试要求,开展其单轴抗压、单轴抗拉、极限拉伸及弹性模量等指标的全级配试验,并与湿筛试验进行对比。结果表明:在尺寸效应和骨料湿筛效应的影响下,大骨料混凝土全级配试件28 d以上龄期的强度和变形均比湿筛小骨料试件相应龄期的强度和变形小。     

高拱坝全级配混凝土动态试验研究

大坝混凝土动态性能试验为当前高拱坝建设亟待解决的一个关键问题。纵观国内外为数不多的大坝混凝土动态试验，都是采用湿筛混凝土在无初始荷载条件下进行的，试验测定的指标并不能真正反映大坝混凝土的实际性能。为此，开展高拱坝受力特征条件下大南全级配仿真混凝土抗压和拉动态参数及不同始静载影响的试验研究，具有重要的工程应用前景和促进学科发展的作用。     

混凝土拉伸应力与应变全曲线的试验研究

通过混凝土试件静态轴向拉伸试验 ,测定了其拉伸应力与应变全曲线。试验中观察了混凝土试件的表面开裂、裂缝扩展和试件断裂的全过程 ,并给出了混凝土的弹性、强度和变形等主要力学性能指标     

带裂缝混凝土动态轴拉的声发射特性研究

为研究带裂缝混凝土在动态轴向拉伸荷载作用下的声发射信号特性,采用张口位移控制加载的方式,开展了张口位移速率为10~(-5)~10~(-2)/s的混凝土动态轴向拉伸断裂试验,分析了不同加载速率下声发射特征参数振铃计数、状态参数事件计数率和荷载随时间的变化曲线。试验表明:振铃计数包络曲线和荷载曲线具有良好的对应关系,且随着加载速率的提高,声发射活动越集中,试件断裂时间越短,更偏向脆性破坏,声发射能很好地揭示试件动态拉伸的受载情况和破坏状态。基于声发射特征参量的能量分析揭示了混凝土断裂破坏能量释放规律。结果表明:带裂缝混凝土动态轴向拉伸破坏不具有典型的3阶段特征,声发射信号在破坏瞬间突发性增强;随着张口位移速率的提高,混凝土断裂破坏时间缩短,极限强度增加,释放的能量呈指数增长。     

混凝土轴拉疲劳试验及损伤模型

基于室内试验，研究了混凝土在等幅和变幅重复荷载作用下的轴拉疲劳性能。由等幅疲劳残余应变，定义了损伤变量，得到了相应的损伤积累和演化规律。依据损伤演变与损伤状态、加载条件间的相关性，建立了相应的疲劳损伤模型。并用变幅疲劳试验结果验证了模型的有效性。与其它模型相比，该模型具有较高的精度。     

全级配大体积混凝土的内时损伤本构模型

复杂应力状态下全级配大骨料混凝土的强度和变形是混凝土坝体等大体积混凝土结构非线性有限元全过程仿真分析所必需的重要资料。本文结合内时理论和损伤力学理论,在大量试验数据的基础上,考虑尺寸效应和骨料湿筛效应对损伤变量的影响,建立了适用于不同骨料级配混凝土的内时损伤本构模型。该模型不仅摆脱了一般弹塑性中屈服面的概念,而且反映了不同骨料级配混凝土受力时不同的损伤演变规律。应用本文建议的模型,计算了全级配混凝土以及湿筛二级配混凝土在不同应力状态下的应力-应变关系,所得结果与试验数据符合的较好,可作为拱坝及其他大骨料混凝土结构设计的依据。     

单轴状态下混凝土的动力损伤本构模型

本文根据现有的混凝土静力损伤本构模型，结合混凝土在快速变形下的性能试验成果，提出一定的假定，推得混凝土的动力伤本构方程，经与单位和单压状态下的试验成果对比证实，本文提出的理论模型能够较好地描述真实变形过程。     

An efficient approach for mesoscale fracture modeling of fully-graded hydraulic concrete

Large coarse aggregates used in fully-graded hydraulic concrete necessitate large specimens for numerical modeling. This leads to a high computational cost for mesoscale modeling and thus slows the development of multiscale modeling of hydraulic mass concrete structures. To overcome this obstacle, an efficient approach for mesoscale fracture modeling of fully-graded hydraulic concrete was developed based on the concept of the governing mesostructure. The mesostructure was characterized by a critical aggregate size. Coarse aggregates smaller than the critical size were homogenized into mortar matrices. Key issues in mesostructure generation of fully-graded hydraulic concrete are discussed, as is the development of mesoscale finite element modeling methodology. The basic concept and implementation procedures of the proposed approach are also described in detail. The numerical results indicated that the proposed approach not only significantly improves the computational efficiency of mesoscale modeling but also captures the dominant fracturing mechanism at the mesoscale and reproduces reasonable fracture properties at the macroscale. Therefore, the proposed approach can serve as a basis for multiscale fracture modeling of hydraulic mass concrete structures.