略說(shuō)混凝土受力實(shí)驗(yàn)的分析方法

前言：想要寫(xiě)出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了略說(shuō)混凝土受力實(shí)驗(yàn)的分析方法范文，希望能給你帶來(lái)靈感和參考，敬請(qǐng)閱讀。

1實(shí)驗(yàn)

用細(xì)砂紙稍稍打磨棱柱體試件的所有棱角，以防止試件加載時(shí)產(chǎn)生抗傱力集中現(xiàn)象，打磨完畢，取3塊作為基準(zhǔn)組試件，記作D0；另取3塊試件測(cè)軸心抗壓強(qiáng)度（用于計(jì)算其他試件加載時(shí)的荷載控制指標(biāo)），其值為33．7MPa（未修正尺寸效應(yīng)系數(shù)）．預(yù)制損傷的試件在加載前，采用非金屬超聲波檢測(cè)儀對(duì)測(cè)法測(cè)定混凝土初始波速，測(cè)量距離為400mm，每塊混凝土試件采樣3次，以其算術(shù)平均值作為該混凝土試件的初始超聲波波速．加載過(guò)程中，對(duì)試件連續(xù)、均勻加載，荷載控制水平為其軸心抗壓強(qiáng)度的30％～60％，通過(guò)多個(gè)加載過(guò)程（先將試件進(jìn)行1次縱向加載后卸載，再對(duì)試件進(jìn)行1次橫向加載后卸載，記為1個(gè)加載過(guò)程．其中，縱向加載時(shí)承壓面為100mm×100mm的試件側(cè)面，橫向加載時(shí)承壓面為100mm×400mm的試件側(cè)面）對(duì)試件進(jìn)行預(yù)制損傷．每隔3～5個(gè)加載過(guò)程，卸載后靜停1h，再次應(yīng)用超聲檢測(cè)儀測(cè)試抗傱力損傷混凝土試件的波速，并根據(jù)式計(jì)算混凝土試件的損傷度：D＝1－（vtv0）2（1）式中：D為試件損傷度；vt為試件受抗傱力損傷后超聲波波速，km／s；v0為試件未受抗傱力損傷時(shí)超聲波波速，km／s．通過(guò)控制加載抗傱力水平和加載過(guò)程數(shù)使試件損傷度大體均勻分布在0～0．30，靜停1d，待試件穩(wěn)定后，再次測(cè)試試件的超聲波波速并計(jì)算損傷度，并以此作為該試件的最終損傷度．預(yù)制損傷完畢后，選出損傷度為0．05，0．12，0．19和0．27的試件依次記為D1，D2，D3和D4，選取各組損傷度試件時(shí)，損傷度的容許誤差為±0．01，每組試件不少于3塊．1．4碳化方法試驗(yàn)依照GB／T50082—2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中快速碳化試驗(yàn)方法進(jìn)行．將試件置于CO2濃度為（20±3）％（體積分?jǐn)?shù)），相對(duì)濕度為（70±5）％，（20±2）℃的碳化箱內(nèi)．達(dá)到預(yù)定齡期（3，7，14，28d）后取出試件，在預(yù)定位置劈裂后，用濃度1％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的酚酞指示劑滴于劈裂面，待混凝土未碳化區(qū)顏色穩(wěn)定后，從混凝土試件邊緣至深色未碳化區(qū)邊界每邊讀取4處深度值，并以其平均值作為該混凝土試件的碳化深度，測(cè)完將試件放回碳化箱內(nèi)繼續(xù)碳化，直到下一個(gè)測(cè)試齡期．各損傷度混凝土碳化28d的照片如所示，圖中照片比例為1∶4．可知，同一碳化齡期，混凝土未碳化區(qū)隨損傷度的增大而逐漸減小，表明混凝土的碳化程度不斷增大．

2結(jié)果與分析

對(duì)擬合系數(shù)c與損傷度D的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，其擬合曲線如圖由擬合結(jié)果可知，其相關(guān)系數(shù)R2為0．990，c0為2．561，γ為2．227，則KD＝1＋2．227D，將擬合結(jié)果代入式初始抗傱力損傷對(duì)混凝土抗碳化性能的影響對(duì)中不同損傷度混凝土的各齡期碳化深度數(shù)據(jù)進(jìn)行了多種函數(shù)擬合，對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，指數(shù)函數(shù)的擬合度較高，因此選取指數(shù)函數(shù)來(lái)描述抗傱力損傷混凝土碳化深度隨時(shí)間的變化規(guī)律：X＝atb式中：X為混凝土碳化深度，mm；t為碳化時(shí)間；a，b為擬合系數(shù)．應(yīng)用式對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，所得擬合系數(shù)a，b及相關(guān)系數(shù)R2如表1所示．由表1可見(jiàn)，b的均值趨近于0．5，且波動(dòng)較小，故取b為0．5，則式變形為：X＝c槡t式中：c為擬合系數(shù)．應(yīng)用式再次對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，所得擬合系數(shù)c和相關(guān)系數(shù)R2擬合系數(shù)c隨損傷度的提高而增大．為了定量分析抗傱力損傷對(duì)混凝土抗碳化性能的影響，定義式為抗傱力損傷混凝土碳化深度數(shù)學(xué)表達(dá)式：XD＝c0KD槡t式中：XD為混凝土初始損傷度為D時(shí)的碳化深度，mm；c0為基準(zhǔn)混凝土的系數(shù)擬合值；KD為損傷影響因子．各損傷度下的擬合系數(shù)c與損傷度D的關(guān)系．可知，不同損傷度下的擬合系數(shù)c和損傷度D呈線性關(guān)系，故定義損傷影響因子KD＝1＋γD，將其代入式，變形為：式中：γ為擬合系數(shù)．為進(jìn)一步確定c0和γ，應(yīng)用式，即可得到不同損傷度混凝土的快速碳化深度．抗傱力損傷對(duì)混凝土碳化耐久性的影響國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)室內(nèi)快速碳化和自然碳化的關(guān)系進(jìn)行了大量的分析研究．相關(guān)資料表明，對(duì)于同一種混凝土材料，其快速碳化與自然碳化關(guān)系式中：XZ為混凝土自然碳化深度預(yù)測(cè)值，mm；XK為混凝土快速碳化深度值，mm；CZ為自然環(huán)境中CO2濃度（體積分?jǐn)?shù)），％；CK為快速碳化試驗(yàn)的CO2濃度（體積分?jǐn)?shù)），％；tZ為混凝土自然碳化時(shí)間，a；tK為混凝土快速碳化齡期，d；b為碳化方程中指數(shù)常數(shù)相同環(huán)境下抗傱力損傷混凝土損傷度D和相對(duì)碳化壽命關(guān)系所示．可知，隨著損傷度的增大，相對(duì)壽命不斷減小，當(dāng)混凝土損傷度為0．27時(shí)，抗傱力損傷混凝土的碳化壽命僅為基準(zhǔn)混凝土．

作者：趙慶新 許宏景 閆國(guó)亮 單位：燕山大學(xué)