多轴应力下塑性混凝土力学性能及破坏特征

前言

1 绪论

1.1 研究意义

1.2 塑性混凝土的研究现状

参考文献

2 塑性混凝土配台比设计

2.1 概述

2.2 塑性混凝土设计指标的确定

2.3 塑性混凝土配合比设计

2.4 小结

参考文献

3 塑性混凝土基本力学性能试验研究

3.1 概述

3.2 塑性混凝土单轴抗压性能

3.3 塑性混凝土抗拉性能

3.4 塑性混凝土剪切性能

3.5 塑性混凝土弹性模量

3.6 膨润土及水泥用量对塑性混凝土力学性能的影响

3.7 塑性混凝土单轴受压本构关系

3.8 小结

参考文献

4 三轴应力下塑性混凝土力学性能试验研究

4.1 概述

4.2 塑性混凝土常规三轴强度与变形性能

4.3 塑性混凝土真三轴强度与变形性能

4.4 中间主应力对塑性混凝土变形性能的影响

4.5 塑性混凝土强度准则

4.6 真三轴应力下塑性混凝土的变形破坏机理

4.7 小结

参考文献

5 单轴循环加裁下塑性混凝土力学牲能试验研究

5.1 概述

5.2 试验概况

5.3 试验结果分析

5.4 小结

参考文献

6 塑性混凝土渗透性能试验研究

6.1 概述

6.2 试验概况

6.3 试验结果分析

6.4 小结

参考文献

7 除险加固工程塑性混凝土防渗墙应用研究

7.1 概述

7.2 工程概况

7.3 有限元法基本原理

7.4 窄口水库坝体塑性混凝土防渗墙加固有限元分析

7.5 小结

参考文献

本书通过单轴压缩、常规三轴、侧压恒定、侧向位移近似恒定、侧向位移恒定的三轴试验，研究了塑性混凝土强度和变形特征，推荐了塑性混凝土配合比中各组分的用量、塑性混凝土室内测试弹性模量和渗透系数的方法和计算公式，拟合了其单轴压缩和常规三轴压缩条件下的本构关系，建立了复杂应力下的强度准则，论述了塑性混凝土变形特征与侧限条件的关系。

全书共7章，包括绪论、塑性混凝土配合比设计、塑性混凝土基本力学性能试验研究、三轴应力下塑性混凝土力学性能试验研究、单轴循环加载下塑性混凝土力学性能试验研究、塑性混凝土渗透性能试验研究、除险加固工程塑性混凝土防渗墙应用研究等。

进行混凝土在单轴、双轴、三轴等幅和变幅下的波动拉、波动压、波动拉压强度试验，分析多轴应力下砼的疲劳破坏机理，并在分析试验资料的基础上，建立考虑混凝土单轴、多轴、等幅、变幅、波动拉、波动压和波动拉压状态的统一疲劳破坏准则。为提高预应力混凝土桥梁、吊车梁、核安全壳和压力容器等的疲劳强度设计水平提供试验及理论依据。 2100433B

由疲劳的概念可知，疲劳破坏具有下列几个方面的特点:

疲劳破坏扰动应力作用

扰动应力是指随着时间发生变化的应力，也称为扰动载荷，载荷可以是力、应变、位移等等。

疲劳载荷的分类如图1所示。一个载荷谱在一个确定的时间间隔内呈现规律性的、相等幅频的重复称为周期，此类具有周期性交变特征的载荷称作循环载荷。

疲劳破坏明显的局部性

疲劳破坏往往产生于局部，局部性是疲劳失效的重要特征。因此，注意研究零部件的细节，尤其是应力应变集中处，尽力减小应力集中的发生，对提高零部件工作质量，延长构件寿命具有积极意义。

疲劳破坏一个发展过程

疲劳破坏是一个发展的过程。单就零部件疲劳破坏形式之一的断裂来讲，由疲劳裂纹产生到疲劳裂纹扩展，直至最后发生断裂，这是一个疲劳损伤逐步累积的过程。由此可引出疲劳寿命的概念，疲劳寿命指的是疲累损伤累积过程中零部件所经历的时间，或者说载荷循环次数。

钢筋与混凝土的粘结强度是结构设计的一个重要参数，而结构中钢筋与混凝土粘结部位的应力状态是影响其性能的重要因素。本项目拟采用试验和理论分析相结合，开展多轴应力状态下钢筋与混凝土粘结性能研究。在三轴试验机上，采用混凝土立方体拉拔试件研究多轴应力状态及不同应力比下钢筋与混凝土粘结强度的变化规律、与应力状态相关的粘结滑移本构模型。采用钢筋内贴片的方法研究多轴应力状态下粘结应力沿粘结长度的分布及粘结性能变化的内在机理。根据试验中粘结破坏的特点，引入I型及II型非线性断裂力学，建立多轴应力状态下钢筋与混凝土粘结破坏的断裂力学模型。根据试验获得的粘结-滑移曲线，建立基于粘结界面断裂参数的本构关系，采用非线性断裂理论推导锚固件发生粘结破坏时的承载力。该项目的研究成果不仅能揭示应力状态与粘结性能之间的关系，对粘结问题的本质认识也有重要意义，对复杂应力状态下的锚固工程也具有理论意义及工应用价值。