尺寸效应对混凝土受压力学性能影响试验研究

设置3种立方体尺寸与强度等级普通混凝土,应用液压伺服机对混凝土进行单轴受压,通过试验得到不同加载工况混凝土破坏形态和抗压强度特征值,并进行相应对比分析和机理探讨,从尺寸效应度和尺寸效应律两个方向对混凝土抗压强度尺寸效应进行定量分析,并提出尺寸效应律统一方程,得到以下结论:不同强度等级混凝土受尺寸效应影响破坏形态变化规律基本相同,尺寸较大试件破坏后的完整性相对较好,破坏裂缝表现得相对不明显;相同强度等级混凝土,立方体边长尺寸的提高使得混凝土单轴受压强度特征值随之降低;不同强度等级混凝土,混凝土受尺寸效应抗压强度降低幅值逐步提高,其降低百分率变化基本平稳。     

高强混凝土抗压抗拉强度的尺寸效应

为研究高强混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的尺寸效应,试验设计三种高强混凝土(60 MPa,80 MPa,100MPa),分别选取边长为100 mm、150 mm、200 mm三种立方体混凝土试块进行抗压试验和劈裂抗拉试验。结果表明,混凝土强度越高,其脆性越大,混凝土的尺寸效应越明显。高强混凝土的强度随着立方体试件尺寸的增大而降低;但降低的幅度随试件尺寸的增大而显著减小,即尺寸效应曲线趋于平缓。基于本试验文章给出了尺寸效应的换算系数。C1、C2、C3三种高强混凝土的立方体抗压强度尺寸效应换算系数λ100为0.84~0.88,λ200为1.11~1,14;劈裂抗拉强度尺寸效应换算系数λ100为0.83~0.86,λ200为1.06~1.15。     

GHPC硫酸盐腐蚀性无损检测的试件尺寸选取

采用两种不同尺寸的绿色高性能混凝土(GHPC)试件进行室内混凝土抗硫酸盐腐蚀性快速破坏试验,寻求适用于室内绿色高性能混凝土抗硫酸盐腐蚀性快速破坏试验的最合理的混凝土试件尺寸.结果表明:采用尺寸为100 mm×100 mm×400 mm的绿色高性能混凝土试件比采用尺寸为40 mm×40 mm×160 mm的混凝土试件在抗硫酸盐腐蚀性快速破坏试验方面,试验结果准确性较好,进行混凝土抗硫酸盐腐蚀性室内快速破坏试验时试件尺寸选取100 mm×100 mm×400 mm较为合理.     

钢管混凝土柱纯扭破坏尺寸效应细观数值分析

在地震作用下,钢管混凝土柱常受到扭转作用或压-弯-剪-扭复合作用,扭矩的存在会加剧钢管混凝土柱的破坏.为探究钢管混凝土柱纯扭破坏及尺寸效应行为,采用三维细观数值模拟方法,考虑混凝土细观组分的非均质性及钢管与混凝土间的接触作用,建立了钢管混凝土柱的三维纯扭细观数值模型.分析了结构尺寸、套箍系数和截面形状对不同尺寸钢管混凝土柱纯扭破坏的影响.最后,对比并修正了Ba6ant尺寸效应律,提出了全尺寸范围内的名义抗扭强度公式.结果表明：(1)素混凝土柱纯扭破坏表现出显著的脆性破坏特征,而钢管混凝土柱纯扭破坏表现出一定的延性破坏特征;(2)钢管混凝土柱纯扭破坏具有尺寸效应,且方柱的尺寸效应强于圆柱;(3)在低约束作用(用套箍系数标征)下,钢管混凝土柱纯扭破坏尺寸效应较为明显,随着套箍系数的增加,名义抗扭强度的尺寸效应被削弱.     

混凝土拉、压剪强度尺寸效应研究

在试验及以往对单轴受力混凝土尺寸效应研究的基础上，分析了混凝土复合受力强度的尺寸效应，建立了反映截面尺寸影响的混凝土拉、压剪强度的相关关系式及相应的尺寸效应计算公式     

氧化物组成对地聚物再生骨料混凝土尺寸效应的影响

为了研究地聚物再生骨料混凝土的尺寸效应,设计了边长分别为70、100、150和200 mm的地聚物再生骨料混凝土立方体试块,研究不同氧化物摩尔比条件下抗压强度的尺寸效应。结果表明:地聚物再生骨料混凝土的尺寸换算系数不能采用现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)中规定的系数,采用线性拟合的方法给出了尺寸换算系数与氧化物摩尔比的关系;通过对尺寸效应的研究,发现边长为200、150和100 mm的地聚物再生骨料混凝土立方体试块抗压强度均符合Bazant尺寸效应理论,采用无量纲的方法得到抗压强度与氧化物摩尔比和尺寸参数耦合作用的预测方程,得出了不同氧化物摩尔比下的临界尺寸和临界强度值。通过研究发现,地聚物再生骨料混凝土相比于普通水泥混凝土的尺寸效应更加明显,在实际工程中应更多地考虑其对整个结构稳定性的影响。     

尺寸效应在大掺量活性掺合料混凝土抗碳化性能研究中的影响

采用固定混凝土坍落度的方法,研究了大掺量粉煤灰、磨细矿渣及其双掺对混凝土抗碳化性能的影响,并对尺寸效应进行了探讨.研究结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的碳化深度逐渐加大,双掺磨细矿渣和粉煤灰的混凝土的抗碳化能力明显优于单掺粉煤灰的情况.对于碳化问题同样存在尺寸效应,混凝土的碳化深度随着试块尺寸的增大而增大;并且早期尺寸效应影响较大,粉煤灰掺量越高其碳化尺寸效应越明显.     

废弃纤维再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应试验

目的研究再生骨料取代率、废弃纤维掺入量和混凝土强度等级对废弃纤维再生混凝土立方体试件劈裂抗拉强度的尺寸效应.方法对15组边长为100 mm、150 mm、200 mm的立方体试件进行劈裂抗拉试验,通过尺寸效应度评价各参数对尺寸效应的影响规律;采用最小二乘法,验证经典尺寸效应理论模型对废弃纤维再生混凝土的适用性.结果随着再生骨料取代率的增加,劈裂抗拉强度尺寸效应增加;随着废弃纤维掺入量的增加,劈裂抗拉强度的尺寸效应先减小后增加,当废弃纤维掺入量为0. 12%时,尺寸效应现象较小;混凝土的强度等级越高,强度的尺寸效应现象越明显;两种经典尺寸效应理论试验数据的拟合相关系数介于0. 946～0. 999.结论废弃纤维再生混凝土的劈裂抗拉强度存在尺寸效应现象,与普通混凝土随强度等级的变化规律一致,Bazant尺寸效应理论无切口情况修正和Carpinteri分形尺寸效应适用于废弃纤维再生混凝土尺寸效应的分析.     

损伤跨尺度演化导致的混凝土强度尺寸效应

基于直接从混凝土破坏机理出发建立的混凝土材料微裂纹模型,对不同尺寸的混凝土三点弯梁试样进行了多尺度建模,对损伤演化导致的试样破坏进行了数值仿真分析,探讨了混凝土尺寸效应的发生机理.研究结果表明:混凝土材料微裂纹模型能成功模拟混凝土中微裂纹分布式生长、聚合、宏观裂纹形成与扩展、试样破坏的全过程;随着混凝土梁试样尺寸的增大,试样中的微裂纹数目及其分布的随机性也随之增加;这些裂纹在微细观尺度上的无序效应在损伤跨尺度演化过程中被放大,导致混凝土试样的宏观力学行为随之变化,即强度减小,断裂能增大,宏观性能的离散度减小;损伤跨尺度的非线性串级发展是导致混凝土强度尺寸效应的根源;相较于Bazant尺寸效应,模拟结果更符合Carpinteri多重分形尺寸效应律.     

钢管插入式基础抗拔承载性能数值模拟

为研究输电线路杆塔三角锚固盘钢管插入式基础在承受上拔荷载时锚固盘的受力性能,使用有限元分析软件对钢管插入式基础进行数值模拟分析,研究了锚固件尺寸、混凝土强度、钢管截面和混凝土柱截面对试件抗拔承载性能的影响。结果表明:使用三角锚固盘能够改善锚固盘与钢管焊接部分的应力集中情况,显著提升钢管插入式基础的抗拔承载能力,且混凝土强度越高优势越明显;在一定范围内增加锚固盘尺寸可以提高基础抗拔承载力,提高初始刚度和延性系数,超出范围则影响不明显,最佳的锚固盘尺寸由基础混凝土强度决定;增加混凝土强度、钢管截面尺寸和混凝土柱截面尺寸都可以提高基础的抗拔承载力和初始刚度,延性系数则随混凝土强度的提高先减小后增大,随钢管截面尺寸的提高而减小。     

箍筋约束方形混凝土柱轴压强度尺寸效应律

箍筋约束混凝土柱轴压破坏名义强度存在尺寸效应,为了提高大尺寸箍筋约束方形混凝土名义轴压强度设计计算的合理性,研究了考虑尺寸效应的方形箍筋约束混凝土柱名义轴压强度的计算方法.考虑混凝土的非均质性,建立方形箍筋约束混凝土柱的三维细观数值模型,对其轴压作用下的破坏机制、失效模式和尺寸效应行为进行了分析.进而,凝练出了影响其轴...     

多尺度聚丙烯纤维混凝土孔结构及抗冻性

选用2种尺寸聚丙烯细纤维与1种聚丙烯粗纤维,进行单掺及混掺,对9组不同纤维掺量试件进行快速冻融循环试验、抗压、劈裂试验及压汞试验,研究不同冻融次数下混凝土质量、动弹性模量变化以及冻融循环前后混凝土拉、压强度变化;研究多尺寸聚丙烯纤维对混凝土孔结构的改善情况;研究多尺寸聚丙烯纤维混凝土孔结构与抗冻性的关系,并对孔结构对混凝土抗冻性能的影响加以分析。试验结果表明:将聚丙烯纤维掺入素混凝土后,混凝土的微观孔结构和抗冻性能得到明显改善;在相同掺量条件下,聚丙烯粗纤维和多尺寸聚丙烯纤维对混凝土抗冻性有较大改善,且多尺寸聚丙烯纤维对混凝土的抗冻性改善效果最好:相比于素混凝土冻融后抗拉、压强度,单掺聚丙烯细纤维混凝土强度损失分别降低了9.95%～11.94%和4.29%～7.62%,单掺聚丙烯粗纤维混凝土强度损失分别降低了27.36%和16.67%,混掺多尺寸聚丙烯纤维混凝土强度损失分别降低了46.77%～53.23%和41.90%～50%。     

压力作用下混凝土渗透性与尺寸变化研究

渗透性是评价混凝土耐久性的一个重要指标,通过混凝土的渗透性可以评价混凝土的耐久性。采用三轴渗透试验测定不同压力条件下混凝土的渗透系数和尺寸的变化,分析混凝土渗透系数和尺寸随压力变化的趋势。结果表明:混凝土的渗透性与尺寸受外部压力影响,混凝土渗透系数随压力的增大而减小,其变化趋势符合幂函数形式;混凝土的渗透系数随试样两端水头差增大而增大,呈指数函数形式递增;试样直径和高度随外部压力的增大而减小,符合幂函数形式。     

小尺寸钢筋混凝土梁模型的制做

受到试验仪器及试验费用的限制,利用小尺寸钢筋混凝土梁模型来代替钢筋混凝土构件而进行各种性能研究是十分必要的.本文主要针对小尺寸钢筋混凝土梁模型制作成型的可行性进行研究.首先根据实验室模具设备设计钢筋混凝土梁模型的尺寸,然后再根据实验室的材料条件选择小尺寸钢筋混凝土采模型制作所需的钢筋及混凝土材料,最后进行混凝土模型梁的浇注及养护,并相应的混凝土强度试验.试验结果表明采用现有材料制作的小尺寸混凝土构件模型是可行的.     

混凝土尺寸效应数值模拟研究进展

系统综述了混凝土尺寸效应数值模拟的研究现状,从混凝土的细观、宏观和多观3个层次,总结了相关研究的混凝土数值模型,并对混凝土数值模型的优、缺点进行了比较,指出了尺寸效应研究需要注意的问题。     

多尺寸聚丙烯纤维混凝土抗弯韧性试验研究

为研究多尺寸聚丙烯纤维混凝土的抗弯韧性,采用四点弯曲试验对30个长×宽×高为400 mm×100 mm×100 mm的聚丙烯纤维混凝土试件进行研究,得到纤维混凝土梁的荷载-挠度曲线。基于美国ASTM-C1399-98方法,研究不同尺寸聚丙烯纤维及其混杂纤维对混凝土抗弯韧性的影响。研究结果表明:在相同掺量条件下,直径越小、长度越短的聚丙烯细纤维对混凝土裂前抗弯韧性改善效果越好;聚丙烯粗纤维和多尺寸聚丙烯纤维对混凝土裂后抗弯韧性有较大改善,并且在裂后出现低应力应变硬化现象;在相同掺量条件下,多尺寸聚丙烯纤维对混凝土的抗弯韧性改善效果最好;相对于素混凝土剩余强度,单掺聚丙烯细纤维混凝土剩余强度提高1.53~2.53倍,单掺聚丙烯粗纤维混凝土提高5.58~8.88倍,多尺寸聚丙烯纤维混凝土提高7.76~10.82倍。     

硅灰强化再生混凝土抗压强度尺寸效应

为研究水泥外掺硅灰浆液强化再生骨料对再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应 的影响,以水泥外掺硅灰浆液水胶比、再生骨料取代率和试件几何尺寸为试验参数,完成了 240个再生混凝土立方体试件的抗压试验. 结果表明：采用水胶比为1.0的水泥外掺硅灰浆液 强化处理再生骨料对再生混凝土立方体抗压强度的提升和尺寸效应的降低幅度均最大. 随着 再生骨料取代率的增加,立方体抗压强度尺寸效应呈增强趋势,100%再生骨料取代率下尺寸 效应度约为普通混凝土的1.4倍;采用水泥外掺硅灰浆液强化处理再生骨料可降低尺寸效应, 强化处理后再生混凝土立方体抗压强度尺寸效应度较未处理试件降低了约 19.2%. 建立了尺 寸效应律计算公式,可用于再生混凝土立方体抗压强度的分析计算.     

聚丙烯纤维混凝土的尺寸效应系数

通过试验研究了聚丙烯纤维混凝土抗压强度、劈拉强度以及抗折强度的尺寸换算系数,并探讨了聚丙烯纤维混凝土拌合物纤维含量的测试方法.试验结果表明,聚丙烯纤维混凝土尺寸效应系数可取与普通混凝土相同的数值.     

混凝土拉、压强度尺寸效应的研究

分析了混凝土复合剪切强度的尺寸效应，建立了反映截面尺寸影响的混凝土拉、压剪强度的相关关系式及相应的尺寸效应计算公式。研究表明，混凝土复合剪切强度随剪切方向截面边长的增加而降低，且随尺寸的增加，强度的降低呈减缓的趋势，而轴压比对尺寸效应的影响较小。     

钢纤维高强混凝土抗拉强度试验研究

进行了高强混凝土和钢纤维高强混凝土的抗拉强度试验研究 ,并结合试验数据分析了钢纤维体积率、钢纤维类型和尺寸效应等因素对高强混凝土抗拉强度的影响 ,提出钢纤维高强混凝土抗拉强度的计算公式 ,并给出了相应的尺寸效应系数