混凝土试件轴向拉伸试验方法及力学分析

摘要

混凝土等准脆性材料抗拉强度远小于抗压强度,抗拉强度研究对于结构安全设计和抗震设计等有重要意义。基于离心拉断原理,提出混凝土抗拉强度测试新方法,并进行了力学分析和实用性分析。该方法通过旋转装置使混凝土试件绕对称轴做圆周运动,由其自身产生的离心力提供轴向拉力,逐渐缓慢增加转速,最终混凝土试件在离心力的作用下沿中心截面被拉断。对试验的力学分析得出第一主应力的精确表达式和简化表达式,以及用简化计算值代替精确计算值的误差表达式。对试验实用性分析表明:在已知混凝土试件总质量、长度、横截面积的情况下,通过设置装置参数角加速度,记录试件断裂时的加速时间,由本文提出的公式可计算得到混凝土试件的抗拉强度。当装置的参数角加速度等于1rad/s2时,不同商品混凝土可在1min之内被拉断,并且由简化表达式所得抗拉强度的误差可以忽略不计。