灌芯混凝土砌块砌体在双向受力下的破坏准则

摘要

本文通过大量试验对灌芯砌块砌体墙片单元在平面应力状态下的强度性能进行了试验研究。通过对试验结果的分析，得到如下一些有益的结论:采用普通的液压试验机和自行设计的自平衡体系水平加载装置组合而成的加载系统装置测定灌芯混凝土砌块砌体在双向受力情况下的强度和变形性能，本文分别进行了双向受压、双向压拉、单向受压和单向受拉试验，都得到了良好的效果。试验现象表明试件的破坏形态随着应力比和灰缝角度的变化，主要有三种:竖向裂缝开裂发展破坏;受剪破坏;双向受压劈裂破坏。对于大多数角度而言，发生何种破坏主要与压应力比有关，当应力比为δ1/δ2＞0.2时，主要发生双向受压劈裂破坏；采用数学方法对双轴受压情况下的试验数据进行拟合得到拟合破坏包络线，破坏包络线大致呈椭圆形状偏轴布置。灌芯混凝土砌块砌体在双向受压情况下的强度随应力比的变化规律很特别，其双向受压的极限强度大于单轴受压极限强度。在双向等压，δ1/δ2=1情况下，强度可提高24%，在应力比，δ1/δ2=0.5附近，抗压强度可以得到最大的提高，提高幅度大约为80%，充分体现了砌体材料的各向异性性能；采用蔡一吴多项式准则从理论上得到了灌芯混凝土砌块砌体的破坏包络线，并与由试验数据拟合得到的破坏包络线进行比较，得到了良好的吻合效果，而且除了在，δ1/δ2=0.8附近，理论包络线都要比拟合包络线偏于安全；提出了砌体在剪-压复合受力下的相关曲线，它不仅与现有砌体和混凝土的剪压相关曲线相类似，且根据蔡一吴张量多项式准则从理论上推导出了砌体在剪压复合受力下的砌体抗剪强度的计算公式，对现有的通过以试验结果拟合得到的抗剪强度公式有较大的改进。它既能反映剪摩、剪压、斜压三种破坏形态，又使砌体杭剪强度计算公式统一，并用轴压比(δ1/R)来表示，物理概念明确。