加载速率及围压对塑性混凝土动力性能的影响研究

摘要

塑性混凝土具有低弹低强、防渗性能好的特点，同时能够适应地基变形且能与地基联合受力。但是，目前学者对塑性混凝土的研究大多集中在单轴力学性能和抗渗性能等方面,受制于试验仪器和试验方法，对其动态力学性能研究较少。但加深塑性混凝土三轴力学性能研究对提高塑性混凝土构筑物的安全性有一定作用，同时还可节省施工成本。因此，对塑性混凝土实际工程应用时的受力状态进行模拟，即进行塑性混凝土的三轴加载试验，研究不同加载速率及不同围压对塑性混凝土动力性能的影响是很有必要的。 首先，遵循混凝土假定容重法的设计原则，经过反复试验，确定试验所用配合比。然后，通过对坍落度和扩散度进行试验检测，保证配制的塑性混凝土具有良好的工作性能；通过塑性混凝土应力应变特性研究，揭示配合比参数对其抗压强度及应力—应变特性的影响规律；通过动弹模试验，分析配合比参数对塑性混凝土动弹模的影响规律。最后，运用大型粗粒土动静三轴试验仪，研究不同加载速率及不同围压情况下，塑性混凝土动强度、峰值应变和应力一应变特性的变化规律。结果表明： （1）动弹模随着砂率的增大呈现先减小后增大的趋势，水胶比及膨润土掺率的增大均会导致动弹模的减小。 （2）当有0.4MPa围压存在时，对强度在5.0MPa以内的塑性混凝土，其强度及峰值应变对小加载速率更为敏感；对于强度在6.0MPa以上的塑性混凝土，其强度对大加载速率更为敏感，加载速率在400N/s—1200N/s的范围内对峰值应变的影响程度基本相同。应力—应变曲线斜率随着加载速率的増大也有小幅的增加，曲线的下降段随着加载速率的增大下降的幅度更大，即破坏更加迅速。 （3）塑性混凝土的动强度与围压之间的关系呈正相关，围压对动强度的影响相比于加载速率更为明显；在同一配合比时，塑性混凝土的强度相对增长率△σ/0.4随着围压的不断增大呈现减小的趋势，减小幅度随围压的增大而减小。在同一围压作用下，强度高的塑性混凝土强度相对增长率会随着单轴抗压强度的增加而减小。无论配合比相同与否，峰值应变均随围压的增大而增大，但在不同配合比时，峰值应变的增长幅度随着水胶比的减小而减小。 本文运用试验手段研究塑性混凝土的动强度和应力应变特性，试验时的受力状态与塑性混凝土在实际工程中的受力情况相符合，为塑性混凝土在实际工程应用时有一定的借鉴意义。

目录

声明

1 绪论

1.1 概述

1.2 国内外应用及研究现状

1.2.1 国外应用与研究现状

1.2.2 国内应用与研究现状

1.3 国内外塑性混凝土研究中存在的主要问题

1.4 研究目的及研究意义

1.5 本文研究内容

1.6 技术路线

2 塑性混凝土配合比设计

2.1 概述

2.2 配合比设计原理

2.3 试验所需材料及仪器

2.3.1 试验所需材料

2.3.2 试验仪器

2.4 试件的制作与养护

a. 试件的制作

b．试件的养护

2.5 本章小结

3 塑性混凝土工作性能及力学性能研究

3.1 概述

3.2 试验依据

3.3 塑性混凝土拌合物工作性的测定及影响分析

3.3.1 塑性混凝土拌合物的工作性

3.3.2 塑性混凝土拌合物工作性的测定方法

3.3.3 塑性混凝土拌合物工作性的影响分析

3.4 塑性混凝土应力应变特性研究

3.4.1 试验概况

3.4.2 试验结果分析

3.4.3 水胶比对塑性混凝土应力—应变特性的影响

3.4.4 膨润土掺量对塑性混凝土应力—应变特性的影响

3.4.5 砂率对塑性混凝土应力—应变特性的影响

3.5 塑性混凝土动弹性模量的试验研究

3.5.1 塑性混凝土动弹性模量的测试方法

3.5.2 塑性混凝土动弹性模量的影响因素分析

3.6 本章小结

4 三轴应力下塑性混凝土动力性能的试验研究

4.1 概述

4.2 试验方案设计

4.2.1 试验目的

4.2.2 试验方案

4.2.3 试验步骤

4.3 试验主要设备

4.4 加载速率对塑性混凝土动力性能的影响研究

4.4.1 试验概况

4.4.2 加载速率对塑性混凝土动强度的影响分析

4.4.3 加载速率对塑性混凝土变形性能的影响分析

4.5 围压对塑性混凝土动力性能的影响研究

4.5.1 试验概况

4.5.2 围压对塑性混凝土动强度的影响分析

4.5.3 围压对塑性混凝土变形性能的影响分析

4.6 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果