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超高性能混凝土劈拉损伤破坏的声光联合表征

土木与环境工程学报(中英文) 2023年

作者：陈徐东冯子鸣王宁宁吴文文石丹丹栾金津中建三局集团有限公司河海大学土木与交通学院苏交科集团股份有限公司

为研究超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）的劈拉破坏特征，采用3种不同的加载速率（0.1、0.01、0.001 mm/s）进行劈拉加载，在加载过程中，采用数字图像相关（Digital Image Correlation,DIC）方法非接触观测裂... 详细信息

为研究超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）的劈拉破坏特征，采用3种不同的加载速率（0.1、0.01、0.001 mm/s）进行劈拉加载，在加载过程中，采用数字图像相关（Digital Image Correlation,DIC）方法非接触观测裂缝演化，同时结合声发射（Acoustic Emission,AE）技术对UHPC的破坏全过程进行动态监测，并基于DIC应变云图、AE参量分析试件的破坏特征。结果表明，钢纤维的掺入改善了混凝土的脆性，UHPC峰后荷载-位移曲线下降得更平缓，不会出现急剧下降的情况；加载速率越高，UHPC测出劈拉强度越高，符合混凝土速率效应规律，加载速率由0.001 mm/s提升到0.01 mm/s和由0.01 mm/s提升到0.1 mm/s劈拉峰值荷载分别提高27.9%和28.5%。采用DIC法进行UHPC劈拉试验的变形测量可获得连续的变形数据，能完整地捕捉裂缝的开展过程，证明DIC能很好地反映试件表面裂缝开展演化过程。基于RA-AF值分析可以快捷、有效地判断混凝土中裂缝的开展类型。根据分析结果，UHPC劈拉试验的裂缝类型绝大多数为拉伸裂缝，且随着加载速率的提高，拉伸裂缝占总裂缝的比例提高。

关键词：超高性能混凝土劈拉声发射数字图像相关损伤演化

有侧压混凝土的变速率劈拉强度试验及其破坏准则研究

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水利学报 2002年第3期33卷 1-5页

作者：宋玉普吕培印侯景鹏大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

本文报告了利用大型混凝土静、动三轴试验系统 ,进行 6 4块普通混凝土试块在 4种侧应力等级和 4个数量级加载速率的混凝土劈拉试验的结果 .系统地探讨了有侧应力作用时 ,混凝土在不同加载速率下的劈拉强度规律 .在此基础上 ,建立了考虑... 详细信息

本文报告了利用大型混凝土静、动三轴试验系统 ,进行 6 4块普通混凝土试块在 4种侧应力等级和 4个数量级加载速率的混凝土劈拉试验的结果 .系统地探讨了有侧应力作用时 ,混凝土在不同加载速率下的劈拉强度规律 .在此基础上 ,建立了考虑不同侧应力和加载速率的破坏准则 .为地震区的混凝土结构、海上混凝土采油平台、混凝土桩和核安全壳等结构受动态压拉组合荷载作用的动态分析奠定了可靠的基础 .

关键词：侧应力变速率劈拉混凝土强度试验

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钢纤维高强砼劈拉强度—变形曲线的测试技术

仪器仪表学报 2004年第Z1期25卷 23-24页

作者：汤寄予高丹盈赵广田郑州大学土木学院郑州450002 郑州大学环水学院郑州450002

鉴于直接拉伸试验获得混凝土的强度—变形曲线较难实现,通过适当的试验测试技术,对钢纤维高强混凝土的劈拉强度—变形曲线进行了测试并取得了理想效果,试验表明,劈拉试验方法对钢纤维高强混凝土具有很好的适用性。

关键词：钢纤维高强混凝土劈拉变形

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钢纤维混凝土劈拉损伤演化方程的研究

工业建筑 2009年第6期39卷 92-95,78页

作者：齐锋党改红陈忠购浙江林学院园林学院杭州311300

在Moelands-Reinhardt指数型本构模型的基础上,利用等效应变假设,得出钢纤维混凝土损伤演化方程。为消除损伤演化方程中单元特征长度参数的网格相关性,同时体现抗拉强度、断裂能对损伤演化方程的影响,进一步提出修正的钢纤维混凝土损伤... 详细信息

在Moelands-Reinhardt指数型本构模型的基础上,利用等效应变假设,得出钢纤维混凝土损伤演化方程。为消除损伤演化方程中单元特征长度参数的网格相关性,同时体现抗拉强度、断裂能对损伤演化方程的影响,进一步提出修正的钢纤维混凝土损伤演化方程。修正的损伤演化方程可综合反映钢纤维体积率和长径比对劈拉损伤演化的影响。通过对比劈拉试验轴向位移-轴向力曲线与由损伤演化方程控制的轴向位移-轴向力理论曲线,证明钢纤维混凝土损伤演化方程可基本体现其劈拉损伤演化的规律。

关键词：钢纤维混凝土劈拉损伤演化方程

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不同应变速率下混凝土劈拉性能试验研究

工业建筑 2017年第5期47卷 107-110,165页

作者：王孝政彭刚刘博文杨乃鑫三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443002

对尺寸为φ150 mm×150 mm圆柱体混凝土试件在不同加载方式(轴向加载、径向加载)、不同应变速率(10^(-5),10^(-4),10^(-3),10^(-2)s^(-1))下进行劈拉试验。分析混凝土力学性能随应变速率变化的规律,结果表明:混凝土劈拉强度随着应变速... 详细信息

对尺寸为φ150 mm×150 mm圆柱体混凝土试件在不同加载方式(轴向加载、径向加载)、不同应变速率(10^(-5),10^(-4),10^(-3),10^(-2)s^(-1))下进行劈拉试验。分析混凝土力学性能随应变速率变化的规律,结果表明:混凝土劈拉强度随着应变速率的增大而增大;径向加载时,混凝土的劈拉强度比轴向加载时混凝土的劈拉强度高;轴向加载时混凝土的劈拉强度对应变速率更为敏感,混凝土的动态劈拉强度与应变速率的对数呈近似线性关系;混凝土吸能能力随着应变速率的增大而增大;轴向加载时,混凝土的吸能能力对应变率更敏感;与理论对比分析,径向加载曲线拟合精度更高,更符合实际受力情况;通过试验验证,发现改进的Mazars模型能很好地描述混凝土劈拉本构关系。

关键词：混凝土劈拉应变速率吸能能力

钢纤维混凝土与既有混凝土粘结劈拉及抗渗性能试验研究

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钢纤维混凝土与既有混凝土粘结劈拉及抗渗性能试验研究

作者：冯虎郑州大学

学位级别：硕士

本文进行了钢纤维混凝土与既有混凝土粘结的劈拉性能、抗冻劈拉性能和渗透性能的试验研究。主要研究内容如下：1、通过81个100mm×100mm×100mm和30个150mm×150mm×150mm的钢纤维混凝土与既有混凝土粘结试件的劈拉试验，研究了新混凝... 详细信息

本文进行了钢纤维混凝土与既有混凝土粘结的劈拉性能、抗冻劈拉性能和渗透性能的试验研究。主要研究内容如下：1、通过81个100mm×100mm×100mm和30个150mm×150mm×150mm的钢纤维混凝土与既有混凝土粘结试件的劈拉试验，研究了新混凝土的钢纤维体积率、浇筑方式等对粘结试件劈拉性能的影响，探讨了粘结试件的尺寸效应及劈拉变形性能，提出了考虑钢纤维体积率、老混凝土劈拉强度、粗糙度和界面剂综合影响的钢纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉强度的计算模式以及劈拉强度尺寸换算系数。2、通过30个100mm×100mm×400mm、120个100mm×100mm×100mm整体钢纤维混凝土试件和105个100mm×100mm×100mm钢纤维混凝土与既有混凝土粘结试件的快速冻融试验，探讨冻融循环次数和新混凝土中钢纤维体积率等对粘结面劈裂抗拉强度的影响。试验表明，钢纤维掺入有效地提高了混凝土整体试件的抗冻性能;随冻融循环次数的增加，粘结试件的劈拉强度不断下降;在修补混凝土中掺入钢纤维，提高了粘结试件的抗冻性能。在已提出的钢纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉强度计算公式的基础上，建立了考虑冻融循环影响的钢纤维混凝土与普通老混凝土粘结劈拉强度的计算模式。3、根据我国现行混凝土抗渗试验标准方法，通过36个新、老混凝土整体试件和30个新老混凝土粘结试件的渗透性能试验，探讨了钢纤维对混凝土整体试件和新老混凝土粘结试件抗渗性能的影响。试验表明，掺入钢纤维后，混凝土本体和粘结面的抗渗性能都有所提高，粘结面的提高更明显;新老混凝土粘结面的渗透性远大于新、老混凝土本体的渗透性。最后讨论了钢纤维混凝土与老混凝土粘结面渗流计算模型。

关键词：钢纤维新老混凝土粘结劈拉冻融抗渗等效水力隙宽

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混凝土动态劈拉特性及损伤机理研究

三峡大学学报（自然科学版） 2015年第6期37卷 10-14页

作者：宋来忠张伟朋周斌彭刚田为三峡大学理学院湖北宜昌443002 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443002

利用大型多功能静动力三轴仪分别进行了干燥混凝土与饱和混凝土试件在不同应变速率下的动态劈拉试验.对混凝土的物理力学参数进行了统计分析,研究了加载速率、湿度对混凝土劈拉强度的影响.结果表明:干燥混凝土与饱和混凝土的劈拉强度随... 详细信息

利用大型多功能静动力三轴仪分别进行了干燥混凝土与饱和混凝土试件在不同应变速率下的动态劈拉试验.对混凝土的物理力学参数进行了统计分析,研究了加载速率、湿度对混凝土劈拉强度的影响.结果表明:干燥混凝土与饱和混凝土的劈拉强度随应变速率的增大而提高,饱和混凝土的劈拉强度对应变速率更为敏感;低应变速率下,饱和混凝土劈拉强度低于干燥混凝土的,而在高应变速率下饱和混凝土强度更高.建立了干燥混凝土与饱和混凝土在不同应变速率下的应力、时间曲线与同步声发射参数之间的对应关系,在此基础上对比分析了干燥混凝土与饱和混凝土劈拉损伤特性.

关键词：混凝土劈拉动态性能损伤

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钢纤维高强砼劈拉强度—变形曲线的测试技术

钢纤维高强砼劈拉强度—变形曲线的测试技术

冰冻状态下的冻融劣化混凝土劈拉速率效应研究

第二届全国信息获取与处理学术会议

作者：汤寄予高丹盈赵广田郑州大学土木学院郑州大学环水学院

鉴于直接拉伸试验获得混凝土的强度一变形曲线较难实现,通过适当的试验测试技术,对钢纤维高强混凝土的劈拉强度一变形曲线进行了测试并取得了理想效果,试验表明,劈拉试验方法对钢纤维高强混凝土具有很好的适用性。

关键词：钢纤维高强混凝土劈拉变形

来源： cnki会议评论

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冰冻状态下的冻融劣化混凝土劈拉速率效应研究

作者：乔宗耀三峡大学

学位级别：硕士

我国高纬度与高海拔的高寒地区占了大半国土面积,而且其中很大一部分地区还处在高烈度地震带,冻融劣化是这些地区混凝土水工建筑物的主要病害。由于水、温度等环境因素的影响,使得很多混凝土建筑物遭受冻害的影响。在这一类环境因素下... 详细信息

我国高纬度与高海拔的高寒地区占了大半国土面积,而且其中很大一部分地区还处在高烈度地震带,冻融劣化是这些地区混凝土水工建筑物的主要病害。由于水、温度等环境因素的影响,使得很多混凝土建筑物遭受冻害的影响。在这一类环境因素下的混凝土建筑物不仅要承受静态荷载的作用,还不可避免地遭受风、地震等动荷载作用,且有可能水工混凝土建筑物在遭受冲击、地震等动态荷载时处于冰冻状态。然而,大型水工混凝土建筑物的重要性不言而喻,一旦失事后果不堪设想。由此可见,加强“冰冻状态下的冻融劣化混凝土动态特性与速率效应研究”具有重大学术价值与广阔的工程应用前景。基于上述认识,本文利用多功能静动力三轴仪和TR-TSDRSL冻融仪,对历经不同冻融循环次数后处于冰冻状态下的混凝土试件进行了不同加载速率下的劈裂抗拉试验。探明了冻融劣化混凝土冰冻状态下的动态力学特性,揭示了冻融劣化混凝土冰冻状态下的动态损伤机理,构建了冻融劣化混凝土冰冻状态下的劈拉动态本构模型,具体研究结论如下。1)随着应变速率的增加,冰冻状态混凝土的劈裂抗拉峰值应力呈线性增加,峰值应变和弹性模量无明显变化。随着劣化程度的加深,冰冻状态下的混凝土劈裂抗拉峰值应力和弹性模量皆呈线性下降的规律,峰值应变无明显变化。对比冰冻状态与冻溶状态下的性能差异分析表明,与冻溶状态相比,冰冻状态混凝土的劈裂抗拉峰值应变整体偏低,弹性模量略高,表明负低温可以提高混凝土的脆性。冰冻状态混凝土的劈裂抗拉峰值应力比冻溶状态整体偏高,且随劣化程度的加深劈裂抗拉峰值应力增加的比例也在增加,表明劣化程度越深受低温的影响越显著。冰冻状态混凝土相对劈裂抗拉峰值应力值的变化速度小于冻溶状态,表明负低温环境下,冰冻状态混凝土的速率敏感性有所降低。2)随着应力水平比的增大,切线模量表现为先下降后不变再下降的整体变化特征。低应力水平比时,劣化程度越深,曲线表现越陡峭,高应力水平比时,应变速率越高,曲线越陡峭。以切线模量的退化定义了损伤变量D,可将损伤划分为“结构密实阶段、弹性阶段、损伤不稳定阶段、损伤快速发展阶段”四个阶段过程。结合应力水平比与切线模量的计算结果和损伤演化规律对损伤阈值进行了研究,随着应变速率的增大,损伤阈值增大;随着劣化程度的加深,损伤阈值减小。3)假定不同劣化程度混凝土的率效应相同,提出了一个关于峰值应力与劣化程度和应变速率的表达式,确定了表达式参数的可靠性后,对Mazars模型进行了改进,提出了一个关于劣化程度、应变速率和劈拉的动态本构模型。利用改进后本构模型对本文试验数据进行拟合分析,拟合效果较好。并从劣化程度和应变速率两个因素对试验曲线和拟合曲线进行了分析,曲线可以较好的表达冻融环境下混凝土的受力性能。

关键词：混凝土冻融劣化冰冻状态劈拉动态性能速率效应