疲勞荷載與凍融循環(huán)作用后混凝土動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、寒區(qū)的隧道、大壩及橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)經(jīng)歷荷載歷史與凍融循環(huán)作用，同時(shí)動(dòng)力荷載作用對這些結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性有著重要的影響。本文開展了180個(gè)混凝土棱柱體試件分別經(jīng)歷疲勞荷載、凍融循環(huán)、先疲勞后凍融以及先凍融后疲勞等四種模式作用后的單軸動(dòng)態(tài)抗壓試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了疲勞荷載和凍融循環(huán)單一因素作用、疲勞與凍融雙重因素作用對混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響，同時(shí)分析了疲勞與凍融不同作用次序下混凝土的微觀形貌和損傷演化機(jī)理。主要成果如下：
　?。?）研

2、究了單因素作用后混凝土動(dòng)態(tài)特性，包括疲勞荷載、凍融循環(huán)作用后混凝土動(dòng)態(tài)特性。首先，開展了受疲勞混凝土單軸動(dòng)態(tài)抗壓試驗(yàn)，研究了疲勞次數(shù)和應(yīng)變率對混凝土強(qiáng)度和變形性能的影響。結(jié)果表明抗壓強(qiáng)度和峰值應(yīng)變均隨疲勞次數(shù)增加呈先增后減的趨勢；隨著應(yīng)變率的增加，抗壓強(qiáng)度增大，而峰值應(yīng)變減小。其次，開展了受凍融混凝土單軸動(dòng)態(tài)抗壓試驗(yàn)，分析了混凝土抗壓強(qiáng)度、峰值應(yīng)變與凍融次數(shù)、應(yīng)變率的關(guān)系，提出考慮應(yīng)變率和凍融次數(shù)影響的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線模型，結(jié)果表明

3、抗壓強(qiáng)度隨應(yīng)變率的增大均明顯增加，而峰值應(yīng)變呈減小的趨勢；隨著凍融次數(shù)的增加，抗壓強(qiáng)度均有所降低，降低幅度最大達(dá)7.46％，而峰值應(yīng)變逐漸增大。
　　（2）研究了疲勞與凍融雙重因素作用后混凝土動(dòng)態(tài)特性，包括先疲勞后凍融以及先凍融后疲勞作用下混凝土動(dòng)態(tài)特性。首先，開展了先疲勞后凍融作用模式下混凝土動(dòng)態(tài)抗壓特性試驗(yàn)，探討了疲勞次數(shù)以及凍融次數(shù)對混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明先疲勞后凍融作用下混凝土的強(qiáng)度損失大于在疲勞單一作用下

4、的損失，強(qiáng)度隨疲勞次數(shù)、凍融次數(shù)的增加均呈減小的趨勢，隨應(yīng)變率的增大均明顯增大，相比未經(jīng)損傷的混凝土靜態(tài)強(qiáng)度，強(qiáng)度降低最大可達(dá)10MPa。其次，開展了先凍融后疲勞作用模式下混凝土動(dòng)態(tài)抗壓特性試驗(yàn)研究，基于試驗(yàn)結(jié)果，分析了凍融次數(shù)、疲勞次數(shù)和應(yīng)變率對混凝土抗壓強(qiáng)度、峰值應(yīng)變和應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響，結(jié)果表明先凍融后疲勞作用下的混凝土具有明顯率效應(yīng)，較少的疲勞荷載次數(shù)對混凝土的凍融損傷具有緩解作用。
　?。?）探討了疲勞與凍融作用的先后