基于单缝法的混凝土工作应力微损测试

作     者：顾颖 刘庭勇 彭勇军 杜义祥 周子豪 古松 GU Ying;LIU Tingyong;PENG Yongjun;DU Yixiang;ZHOU Zihao;GU Song

作者机构：西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 中铁十八局集团第二工程有限公司河北唐山064099 四川振通检测股份有限公司四川绵阳621010 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2024年第21卷第5期

页      面：2099-2108页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52108385) 四川省科技计划资助项目(2022ZYDF083)。 

主　　题：混凝土 工作应力 释放应变 应变释放率 单缝法 

摘      要：混凝土工作应力是相对于无应力状态的应力增量。为准确测定混凝土工作应力,基于“应变部分释放的理念,提出一种用于混凝土工作应力的微损伤测试方法——单缝法。该方法通过切割一条较浅的弧形狭缝来释放应力,根据测试应变来计算应力。采用数值模拟验证了单缝法的有效性,并分析了混凝土弹性模量等参数对应变释放率的影响。应变释放率为切缝释放应变与混凝土初始应变的比值。通过试验研究了应力大小、切缝深度等参数对测试精度的影响。研究结果表明:应变释放率由切缝形状与大小唯一确定,与混凝土弹性模量、应力大小、切缝宽度等参数无关;给定切缝形状与大小,就可以借助数值模拟或试验确定相应的应变释放率。释放应变沿切缝两侧呈“M形分布,远离切缝,释放应变呈先增加、后减小的趋势。应变片应尽量布置在应变较大且单调变化的位置,故建议选用50 mm的应变片,布置在距切缝边缘25 mm的位置。切缝深度越大,切割产生的扰动应变越大,当切缝深度小于35 mm,扰动应变为12~18με的压应变;扰动应变可在测试应变中扣除,以消除其对测试精度的影响。切缝深度越大,测试精度越高,但对混凝土的损伤也越大,若采用直径125 mm切割片,建议切缝深度控制在30~35 mm。单缝法能够有效测试混凝土工作应力且具有较高的精度,对于测试试样,测量误差少于8.5%。