应力损伤下玄武岩纤维混凝土内部孔隙结构及能量耗散试验研究

摘要

基于试验研究不同应力水平损伤作用下玄武岩纤维混凝土损伤度、孔隙结构及能量耗散规律,采用非金属超声波检测仪测量0σm、0.15σm、0.3σm、0.45σm、0.6σm五种不同应力水平损伤作用下试件纵波波速及损伤因子变化规律,利用核磁共振(NMR)试验方法研究不同应力水平损伤作用下试件T_(2)谱分布、孔径分布及孔隙率变化规律,并结合万能压力机对试件进行单轴压缩试验,分析其应力-应变曲线、峰值应力及能量耗散变化规律。结果表明:应力作用下,玄武岩纤维混凝土试件会发生损伤,试件高度随作用应力水平的增大而减小,纵波波速先小幅度增大后降低,低应力水平作用对试件整体性有增强效果,高应力水平作用对试件造成损伤,且应力越大,损伤程度越高;0.3σm应力水平作用下试件T_(2)图谱峰值最低,0.6σm应力水平作用下试件T2图谱峰值最高,试件孔隙率随应力水平的增大先减小后增加;试件内部孔隙主要以微孔、中孔形式存在,低应力水平作用下试件内部原生裂纹被压缩,试件内部中孔向微孔转化,总孔隙率降低,高应力水平作用时试件在应力作用下发生损伤变形,试件内部裂纹孔径增大,孔隙率增加;玄武岩纤维的掺入增加了混凝土的塑性变形能力,试件峰值应力随作用应力水平的增大而降低,且降幅显著增加;试件单位体积耗散能会随应力水平的增大而减小,机械损伤度S随应力水平的增大存在小幅度增加,应力损伤下试件弹性变形能力减小,能量耗散率增加。