冻融循环及尺寸效应对面板混凝土动力性能的影响机理研究

摘要

从我国水利工程建设发展趋势可以看出，我国水电建设还将继续保持强大的发展潜力，混凝土面板堆石坝这类坝型以其自身的优越性将在坝工建设中被广泛应用。面板混凝土的耐久性、尺寸效应及其力学性能变化的问题将直接影响面板堆石坝的坝体整体安全性，考虑冻融循环、尺寸效应下的面板混凝土静动力性能的影响机理研究成果较少，因此，考虑冻融循环作用及尺寸效应的影响，对面板混凝土进行动力性能试验研究很有必要。 本文采用微机液压伺服动、静三轴仪试验设备。首先，对经历不同冻融循环作用次数的面板混凝土试件进行动力性能试验研究，并针对冻融循环后的面板混凝土试件进行关于含水率和围压对动力性能的影响研究；其次，对不同尺寸的面板混凝土试件进行动力性能试验研究；最后，分别建立冻融循环作用后的混凝土抗压强度、不同尺寸下的混凝土抗压强度与应变速率的拟合关系式。研究结果表明：(l)在相同应变速率加载条件下，面板混凝土试件轴向抗压强度随着冻融次数增加而降低，其轴向峰值应变整体上呈现增大趋势。(2)冻融循环作用次数较少时，混凝土试件的轴向抗压强度随着应变速率的提高而增大，冻融循环作用次数较多时，轴向抗压强度随着应变速率的提高呈现先增大后减小的趋势：应变速率的变化对冻融循环作用后的混凝土轴向峰值应变影响不大。(3)饱水状态及干燥状态的混凝土试件轴向抗压强度均随着应变速率提高而增加，饱水状态试件增幅略高；随着围压值的增大，应变速率提高对混凝土强度增幅愈来愈小。(4)相同尺寸的混凝土试件轴向抗压强度随着应变速率的提高而增大，其轴向峰值应变随之减小，相同应变速率加载时，混凝土试件轴向抗压强度随着试件尺寸增大而减小，其轴向峰值应变随之减小。(5)分别对考虑冻融循环和尺寸效应影响的面板混凝土轴向抗压强度与应变速率的关系进行回归分析，并得到相应的拟合曲线，根据拟合曲线相关系数，试验值和拟合曲线较为吻合。 本文采用考虑围压作用的动态压缩试验对冻融循环及不同尺寸的面板混凝土进行力学性能的影响机理研究，为水工混凝土耐久性以及结构抗震设计提供一定的参考价值。

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