陶粒体积分数对陶粒混凝土破坏行为的影响

摘要

本文利用WAW-2000型微机控制电液伺服万能机和分离式霍普金森压杆（SHPB）分别对砂浆混凝土、C40混凝土和不同体积分数的陶粒混凝土进行静态压缩实验和冲击压缩实验，来研究陶粒骨料体积分数对陶粒混凝土破坏行为的影响。
　　静态实验结果表明陶粒混凝土的静态抗压强度随着陶粒体积百分比的增加而减小，但当陶粒体积分数大于30％时，抗压强度的减小程度明显变小。与普通混凝土和砂浆混凝土不同，陶粒混凝土试样的尺寸效应并不明显。当陶粒混凝土试样的尺寸从变为Φ70 mm×35mm，陶粒混凝土的抗压强度几乎不变。
　　动态SHPB实验的结果表明，陶粒混凝土力学性能的应变率敏感性与陶粒的体积分数有关，体积分数越小的陶粒混凝土对应变率越敏感；陶粒混凝土的动态抗压强度小于砂浆混凝土和C40混凝土，且随着陶粒体积分数的增大而减小；但最大应变则明显要大于普通混凝土与砂浆混凝土。
　　打击气压分别为0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa和0.8MPa的冲击动态压缩实验表明，普通混凝土试样和砂浆混凝土试样吸收的能量与入射能呈明显的线性关系，而陶粒混凝土随着陶粒体积百分比的增加，即从15%增加到48%，陶粒混凝土所吸收的能量随入射能的增加而增加，但趋势逐渐变小。
　　使用改进的RHT模型对实验结果进行了数值拟合。引进当前面所对应的归一化静水压参量和应变增量，改进了损伤量D的描述，从而改进了在混凝土数值计算中广泛应用的RHT模型。改进RHT模型得到的理论应力应变曲线与普通混凝土的实验曲线吻合良好，但使用该模型对陶粒混凝土进行数值拟合得到的参数波动较大，表明该模型在未考虑陶粒体积分数的前提下并不适用于陶粒混凝土。

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1 绪论

1.1研究背景

1.2 研究现状

2试样的制备

2.1 选用的主要材料

2.2 试样类型与配比

2.3 试样制作

3 混凝土准静态压缩实验

3.1 实验仪器

3.2试样参数与实验方法

3.3 立方体试样实验结果与分析

3.4 圆柱型试样实验结果与分析

3.5 实验结论

4 混凝土冲击动态压缩实验研究

4.1 SHPB实验装置

4.2 实验原理与方法

4.3 SHPB实验结果

4.4实验结果分析

4.5 实验结论

6 混凝土力学行为的RHT数值拟合

6.1 RHT模型简介

6.2 改进的RHT模型

6.3 普通混凝土的数值拟合

6.4 陶粒混凝土的数值拟合

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

在学研究成果

致谢