高溫下自密實混凝土力學(xué)性能及熱-力本構(gòu)關(guān)系的研究.pdf

1、近年來，隨著建筑結(jié)構(gòu)性能(如強(qiáng)度和耐久性)要求的提高，自密實混凝土(SCC)正逐漸蓬勃興起用于橋梁、隧道、高層建筑、海洋石油平臺和核工業(yè)設(shè)施等方面，因此對于自密實混凝土結(jié)構(gòu)性能的預(yù)測顯得十分重要，對火災(zāi)或其它高溫危險環(huán)境下自密實混凝土結(jié)構(gòu)安全性的評估尤其值得重視，但有關(guān)高溫下自密實混凝土力學(xué)性能的研究還不多見。本文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作： (1)分別對高強(qiáng)自密實混凝土和普通強(qiáng)度自密實混凝土進(jìn)行了非持荷試驗的高溫抗壓強(qiáng)度、應(yīng)力

2、—應(yīng)變?nèi)€的試驗研究，分析了峰值應(yīng)變、彈性模量、即時應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)變隨溫度的發(fā)展變化規(guī)律；同時進(jìn)行了普通強(qiáng)度摻加聚丙烯纖維的自密實混凝土高溫下的力學(xué)性能試驗，分析了聚丙烯纖維對自密實混凝土高溫下力學(xué)性能的影響；建立了抗壓強(qiáng)度、峰值應(yīng)變、彈性模量、應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)€方程的計算公式；同時分析了高強(qiáng)混凝土與普通混凝土高溫力學(xué)性能的差別。 (2)分別對以上三種類型的自密實混凝土進(jìn)行了高溫下短期徐變的試驗研究，分析了自密實混凝土在不同溫度下的

3、短期徐變的變化規(guī)律；研究表明，溫度低于400℃時，高溫短期徐變與高溫其它變形相比數(shù)值較小，可以忽略不計；隨著溫度和應(yīng)力水平的增大，自密實混凝土的高溫徐變明顯增大，其數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于室溫下的徐變；并且分析了短期高溫徐變的影響因素，基于試驗結(jié)果，給出了短期徐變的計算公式。 (3)分別對以上三種類型的自密實混凝土進(jìn)行了三種升溫速率，持荷試驗下的溫度應(yīng)變的試驗研究，得到了自密實混凝土的自由膨脹應(yīng)變、荷載引起的溫度應(yīng)變LITS、瞬態(tài)應(yīng)變；分析

4、了升溫速率對自由膨脹應(yīng)變及瞬態(tài)應(yīng)變的影響，比較了不同強(qiáng)度等級的自密實混凝土的差異，探討了纖維的加入對自密實混凝土瞬態(tài)應(yīng)變的影響；得到了自密實混凝土瞬態(tài)應(yīng)變的影響因素，建立了相應(yīng)的計算公式；基于DTA及TGA熱分析及微觀結(jié)構(gòu)分析的試驗結(jié)果，解釋了高溫下瞬態(tài)應(yīng)變產(chǎn)生機(jī)理。 (4)以損傷力學(xué)理論為研究工具，考慮了高溫下混凝土材料中同時存在的化學(xué)變化及微裂縫等力學(xué)損傷過程，基于Mazars損傷模型，建立了高溫下自密實混凝土彈性損傷本構(gòu)模