砂浆试样单轴受压应力-应变全曲线试验研究

通过不同砂率砂浆试样的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析砂率对砂浆试样应力-应变全曲线形状和砂浆试样破坏形态、抗压强度、峰值及极限应变的影响。结果表明:砂浆试样应力-应变全曲线由上升段和下降段组成,根据下降段曲线斜率符号的不同,下降段曲线又分为I类行为和II类行为;不同砂率试样的破坏形态存在差异,随着砂率的提高,破坏形态按劈裂破坏、多个共轭斜面的剪切破坏、单斜截面剪切破坏的规律变化。采用3次多项式,拟合了砂浆试样抗压强度与砂率之间的函数关系;采用2次多项式和乘幂方程式分别对曲线上升段和下降段拟合,拟合结果与试验点吻合较好。     

粉煤灰掺量对混凝土单轴受拉受压应力-应变曲线的影响

用占胶凝材料总量的0,15%,20%的粉煤灰配置混凝土,并用此种配合比配制的混凝土制成棱柱体试件在材料试验机上测定其单轴受拉和单轴受压的部分应力应变曲线。结果表明:(1)混凝土抗拉强度的增长率>极限拉伸值的增长率>抗拉弹性模量的增长率。(2)粉煤灰掺量从0增加到20%,7d、28d混凝土抗压弹性模量,抗拉强度,抗拉弹性模量都下降,而90d混凝土抗压弹性模量,抗拉强度,抗拉弹性模量都比较接近。(3)粉煤灰掺量为0、15%、20%的上升段(在50%σ_0范围内)应力-应变方程与Hognestad建议的应力-应变方程基本吻合。     

再生混凝土单轴受压应力应变关系研究

应力-应变关系是再生粗骨料混凝土结构设计和分析的重要依据.文中采用等应力循环加卸载方法得到了再生粗骨料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线,并建立了相应的数学模型.研究结果可为再生粗骨料混凝土结构设计和分析提供参考依据.     

高温后再生砂浆单轴受压应力-应变关系试验研究

为得到高温后再生砂浆单轴受压应力-应变关系,对72个70.7 mm×70.7 mm×216 mm不同再生细骨料取代率的再生砂浆试件进行单轴受压试验,实测了20~800℃温度作用后试件的应力-应变全曲线,分析了再生砂浆的高温性能,以及再生细骨料取代率和经历温度对再生砂浆峰值应力、峰值应变、弹性模量、泊松比、体积应变和单轴受压应力-应变全曲线的影响。结果表明:不同再生细骨料取代率的砂浆试件高温后的表面颜色均经历灰色、浅红、灰白的过程,温度高于400℃以后开始出现裂缝、掉皮、疏松等现象;再生砂浆试件高温后质量损失率高于普通砂浆试件,温度高于400℃以后各类砂浆试件的质量损失率保持稳定;相同温度下,随着再生细骨料取代率的增加,单轴受压应力-应变曲线峰值应力减小,峰值应变增加,弹性模量减小,脆性更加显著;随着温度的升高,峰值应变逐渐增大,而峰值应力、弹性模量与体积应变临界点对应的应力比均持续减小,应力-应变曲线渐趋扁平。通过回归分析,建立了再生砂浆高温后峰值应力、峰值应变、弹性模量与温度的关系计算式,以及单轴受压分段式本构方程。     

混杂纤维RPC轴压应力-应变曲线试验研究

为了研究玄武岩-聚丙烯混杂纤维活性粉末混凝土的应力-应变关系,对制作的9组RPC试件进行了受压应力-应变全曲线试验。分析了不同纤维掺量下应力-应变曲线特征及轴心抗压强度和峰值应变随纤维掺量的变化规律。结果表明:总体上看当玄武岩纤维一定时,随着聚丙烯纤维掺量的增加RPC轴心抗压强度与峰值应变均先增加后减小。当玄武岩纤维掺量为0.15%,聚丙烯纤维掺量为0.033%时抗压强度达到最大值,此时达到最佳纤维掺量。依据试验结果得出混杂纤维RPC峰值应变与轴心抗压强度近似呈线性关系;同时根据试验曲线推导拟合得出了混杂纤维RPC轴心受压应力-应变曲线方程,拟合曲线与试验曲线能较好吻合,验证了拟合公式的合理性,可为工程应用提供参考。     

土坯砌体单轴受压应力-应变曲线试验研究

通过对土坯砌体试件进行基本力学性能试验,就其抗压强度及应力-应变关系进行了研究和探讨,在试验研究与理论分析的基础上采用分式方程拟合了土坯砌体单轴受压应力-应变曲线,建立其单轴受压本构方程,给出了本构方程中参数的拟合值和明确的物理意义,研究成果可为土坯砌体房屋抗震性能分析提供参考.     

不同再生粗集料混凝土单轴受压应力-应变全曲线

用原始强度等级分别为C20和C50的废混凝土制作了再生粗集料,再将再生粗集料以不同的比例混合,然后采用相同的配合比制作棱柱体混凝土试件,并在电液伺服试验机上测定其单轴受压应力-应变全曲线.结果表明:当再生粗集料不同时,再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线之间离散较大,轴心抗压强度明显降低,而弹性模量则受控于废混凝土强度等级较低的再生粗集料.     

硫酸盐腐蚀后混凝土单轴受压应力应变全曲线

测定了硫酸盐侵蚀混凝土在不同腐蚀时期的应力应变全曲线，受腐蚀后混凝土应力应变全曲线方程仍可采用现行设计规范中建议的方程进行拟合，拟合结果吻合较好，但其中的系数和特征点数值有所不同。经过分析发现受腐蚀后混凝土峰值应变与峰值应力的开方，拐点处和收敛点处应力与峰值应力有良好的线性相关性。     

混凝土单轴拉伸应力-应变全曲线试验方法及装置

采用双钢板粘贴夹持方式,研究一种混凝土单轴拉伸应力-应变全曲线试验新方法。研究表明,它是混凝土直接拉伸试验的一种简单、可靠、实用的方法。     

再生大骨料混凝土单轴受压本构关系

对4组不同堆石取代率的再生大粒径骨料(粒径为80~150mm)自密实混凝土进行了单轴受压试验,测得其承载力,并绘制应力-应变曲线.研究结果表明,再生大骨料自密实混凝土棱柱体轴心受压应力-应变关系曲线基本接近直线,其比例极限和强度极限接近,只有微小的塑性变形,破坏呈突发式纵向破坏.     

单轴压缩下红砂岩能量演化试验研究

 岩石在变形至破坏过程中,伴随着能量的耗散和释放。为寻找加载过程中能量的演化规律,对红砂岩试件进行4种加载速率下单轴不断增加荷载循环加、卸载试验,得到弹性能和耗散能随应力的演化及分配规律。研究结果表明：(1) 破坏之前,试件吸收总能量、积聚弹性能、耗散能皆随应力的增大而增大,吸收总能量增加最快,弹性能次之,耗散能最慢。(2) 弹性能随轴向应力呈现非线性增长,在24%极限强度前增长速率较小,随后慢慢增大,临近破坏时又增长放缓;耗散能起初增长较缓慢,在即将破坏阶段显著大幅增加,增幅可达85%左右。(3) 整个加载过程弹性能所占比例约从60%增长到82%,增长速率逐渐变慢,而临近破坏时有小幅下降;耗散能所占比例的变化规律相反。(4) 在准静态加载范围内,大体上加载速率越小,耗散能越大;而加载速率对弹性能演化基本无影响。(5) 试件的弹性能密度–应力曲线无离散性,能够反映材料本身的固有性质。     

岩石单轴压缩应力–应变特征的率相关性及能量机制试验研究

 岩石渐进性破坏过程分为5个阶段：裂纹闭合阶段、弹性阶段、裂纹起裂和稳定扩展阶段、裂纹加速扩展阶段和峰后段。利用变频动态加载岩石力学试验系统,研究不同应变率加载条件下岩石破坏过程中的特征应力,即起裂应力、扩容应力以及峰值强度,结果显示,特征应力随应变率的变化情况基本满足以下规律：应变率 ＜5×10－4 s－1时,随着应变率的变化,特征应力基本不随应变率的增减发生变化,其率敏感性不明显; ＞5×10－4  s－1时,特征应力随着应变率的增长而增长,表现出较强的率敏感性。而3个量纲一的参数,即起裂应力和扩容应力与峰值强度的比值以及起裂应力与扩容应力的百分比分别为50%～60%,70%～80%和80%～90%,与应变率无明显相关性。基于能量守恒法则,对岩石破坏过程中的能量特征及能量机制进行分析,结果表明：岩石单位体积吸收的总应变能和弹性应变能均随应变率的增长而增长,损伤应变能则随着应变率的增长先增大后减小。吸收的总应变能和弹性应变能随应变率的变化规律与应力随应变率的变化规律一致,即 ＜5×10－4 s－1时,吸收应变能和弹性应变储能率敏感性不随应变率的变化发生变化,无明显率敏感性; ＞5×10－4 s－1时,吸收的应变能和弹性应变能则随应变率的增加而增加,具有较强的敏感性。应变率一定的情况下,岩石所吸收的应变能主要以弹性应变能的形式储存,损伤应变能基本保持不变,临近峰值点时岩石中损伤应变能才有所增加;一旦过了峰值点,岩石中储存的弹性能快速释放,体现在应变–应变能曲线上则为弹性应变能曲线的迅速下降和损伤应变能曲线的迅速上升。       

高性能再生混凝土的单轴受压本构关系

采用优质矿物掺合料与高效减水剂双掺技术,成功配制出强度等级在C40～C60的高性能再生混凝土。采用电液伺服压力试验机对高性能再生混凝土进行单轴受压试验,测得其应力应变全曲线并进行了理论分析和比较,给出了高性能再生混凝土单轴受压应力应变全曲线的数学表达式,其理论曲线与试验结果吻合较好。     

加载条件对不同尺寸岩石单轴压缩破裂过程的 影响研究

 针对岩石单轴压缩试验中存在的加载条件敏感性的问题,采用自行开发的二维弹塑性细胞自动机模拟系统EPCA2D,对不同尺寸的非均质岩石试样进行单轴压缩破裂过程模拟,研究不同的加载条件对岩石宏观变形行为和破裂模式的影响。结果表明,均质性相同的岩石试样在单轴压缩破裂过程中所表现的尺寸效应和形状效应现象与岩石本身的非均质性关系不大,加载垫板与试样之间力学性质的差异是造成岩样单轴压缩破裂过程尺寸效应和形状效应的根本原因,模拟结果再现了典型的试验现象。通过研究加载垫板与试样端部之间不同的摩擦情况,结果表明,即使试样端部存在较小的摩擦,仍然会造成岩样单轴强度和变形特性的离散性。因此,通过减小试样端部的摩擦来提高岩石单轴压缩试验质量是不可靠的。     

岩样单轴拉伸应变局部化及全程应力-应变曲线

基于梯度塑性理论，考虑了应变局部化，提出单轴拉伸条件下岩样全程应力一应变曲线解析解。沿试样长度方向的总应变的微分被认为由两部分构成：可恢复的弹性应变的微分和不可恢复的塑性应变的微分。根据虎克定律，弹性应变的微分依赖于应力的微分及弹性模量。塑性应变的微分与应力的微分、试样高度、软化模量及局部化带的厚度有关，局部化带的厚度由梯度塑性理论确定。根据总应变的微分等于弹性及塑性应变的微分之和这一假设，在峰后线性应变软化本构关系的情形下，得到全程应力一应变曲线的解析解。通过与DeBorst及Muhlhaus基于梯度塑性理论得到的数值解对比，分别验证局部化带内部塑性应变分布解析解及内部长度对全程应力-应变曲线的影响。研究有关的本构参数（弹性模量及软化模量）及试样高度对全程应力-应变曲线的影响。     

生态型活性粉末混凝土单轴压缩力学性能

对不同钢纤维体积率的生态型活性粉末混凝土 (ECO RPC)进行了系统的准静态两种应变率单轴压缩试验 ,试验结果表明 :超细钢纤维的加入 ,不仅进一步提高了ECO RPC的强度 ,而且还显著地提高其韧性和阻裂能力 ,使ECO RPC破坏形态从脆性改变到假塑性 ,弹性模量和泊松比也分别相应有所微增与微减 ;随着应变率增大 ,相同配合比ECO RPC的应力 -应变全曲线形状保持很好的相似性 ,强度提高 ,韧性下降 ,ECO RPC基体韧度的下降程度大于掺钢纤维的ECO RPC。     

岩样单轴拉伸应变局部化及全程应力–应变曲线

基于梯度塑性理论,考虑了应变局部化,提出单轴拉伸条件下岩样全程应力–应变曲线解析解。沿试样长度方向的总应变的微分被认为由两部分构成:可恢复的弹性应变的微分和不可恢复的塑性应变的微分。根据虎克定律,弹性应变的微分依赖于应力的微分及弹性模量。塑性应变的微分与应力的微分、试样高度、软化模量及局部化带的厚度有关,局部化带的厚度由梯度塑性理论确定。根据总应变的微分等于弹性及塑性应变的微分之和这一假设,在峰后线性应变软化本构关系的情形下,得到全程应力–应变曲线的解析解。通过与De Borst及Muhlhaus基于梯度塑性理论得到的数值解对比,分别验证局部化带内部塑性应变分布解析解及内部长度对全程应力–应变曲线的影响。研究有关的本构参数(弹性模量及软化模量)及试样高度对全程应力–应变曲线的影响。     

盐岩单轴应变率效应与声发射特征试验研究

 为了建立声发射参数与盐岩力学破坏机制的关系,进一步揭示盐岩在不同应变率条件下的损伤演化规律,利用声发射技术对加载应变率分别为2×10－3,2×10－4,2×10－5 s－1下的盐岩损伤演化及声发射参数特征进行试验研究。试验发现：(1) 3种应变率加载条件下盐岩的应力–应变曲线变化趋势接近。随着加载应变率的增加,盐岩弹性极限强度略有增加,峰值强度及其对应的应变值略有变化,达到峰值强度所需的时间呈线性减少。(2) 加载速率越慢,岩石破碎越松散,产生的裂纹越多,出现的累计声发射信号数越多。(3) 加载速率越快,声发射频率越高,脆性破坏特征越明显。声发射信号频率变化幅度反映了盐岩在不同应变率条件下裂纹的生成速度和损伤演化过程,而声发射信号累计振铃数则较好地反映盐岩达到峰值强度前应力–应变曲线关系。盐岩自身透光性的变化在一定程度上反映出损伤分布区域和损伤程度。建立基于声发射信号累计振铃数的盐岩损伤演化方程,较好地反映低应变率盐岩损伤演化过程。