考虑混凝土单轴受压破坏机理,在混凝土静力损伤基础上引入弹簧-摩擦块模型,以模拟混凝土弹塑性阶段的细观结构变化。基于细观模型中弹簧、摩擦块对混凝土断裂面的影响,分析了混凝土受压损伤的破坏规律,建立了不同强度等级混凝土弹塑性单轴受压损伤本构模型,采用混凝土分形曲面模拟方法对所建模型进行了验证。结果表明:所建立的模型能够较好描述混凝土的塑性变形,对混凝土弹塑性的离散范围具有良好的预测能力。

利用废弃PET塑料制备了再生PET塑料骨料(RPA),研究了RPA部分取代天然细骨料(0、10%、20%、30%、40%)对砂浆单轴受压性能的影响,并建立了掺RPA砂浆的单轴受压应力-应变本构关系。结果表明:随着RPA取代率的增加,试件的延性增加,应力-应变曲线上升段和下降段斜率逐渐降低,峰值应力和弹性模量逐渐降低;试件的峰值应变、极限应变和抗压韧性指数均随着RPA取代率的增加而增大;建立的掺RPA砂浆单轴受压本构方程计算结果与试验结果吻合较好。

研究了玄武岩纤维掺量对全再生粗骨料混凝土抗压和抗折强度、破坏形态、单轴受压应力-应变曲线的影响。结果表明:掺入玄武岩纤维后,试件的抗压强度提高,受压破坏时的整体性更好;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的抗折强度逐渐增大,所有抗折试件均为峰值后脆性破坏;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的峰值应力先增大后减小,峰值应变、静压弹性模量和轴压韧性比总体均呈增大趋势。

为探究自密实系列混凝土基本力学性能,利用液压伺服机和材料直剪仪对普通混凝土、轻骨料混凝土、自密实普通混凝土和自密实轻骨料混凝土进行了受压、劈拉和纯剪试验研究,得到了不同加载工况下混凝土的破坏形态和力-变形曲线,通过提取力-变形曲线特征值(峰值应力、变形参数以及弹性模量),对比分析了自密实系列混凝土基本力学性能。结果表明单轴受压工况下自密实系列混凝土主要为斜剪破坏形态,纯剪受力工况下,自密实系列混凝土受剪破坏断面相对较不平整且凹凸;自密实系列混凝土单轴受压应力-应变曲线表现出明显脆性特征,非自密实系列混凝土塑性变形能力较高,但劈拉应力-应变曲线和横向剪切荷载-位移曲线发展表现出明显脆性破坏特征;相同抗压强度混凝土配合比设计值,普通混凝土抗剪强度远低于轻骨料混凝土和自密实系列混凝土,同...

考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比两因素,设计制作了7组混凝土试件,通过单轴受压应力-应变全曲线试验,研究了聚丙烯纤维对混凝土力学行为的影响。采用声发射信号采集系统同步监测混凝土内部损伤演化过程,分析了聚丙烯纤维混凝土单轴受压损伤机理。结果表明,聚丙烯纤维显著改善了混凝土的峰后延性和抗压韧性。混凝土试件贯通裂缝形成时,声发射撞击数突增,应力迅速下降,损伤发展较快。随着纤维体积掺量增加,试件声发射累计撞击数逐渐增大;纤维长径比为280时,声发射累计撞击数最大。聚丙烯纤维混凝土破坏时剪切裂纹所占裂纹总数比重较大,试件呈现剪切破坏形态。

研究了钢筋约束聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composites,简称PVA-FRCCs)的单轴受压力学性能。通过抗压试验获得棱柱体试件的应力-应变全曲线,计算获得峰值应力、峰值应变、弹性模量等参数,并系统地分析了纤维体积掺量、掺合料(粉煤灰和硅灰)对上述参数的影响。此外,通过对试验数据和已存模型的比较,获得了一个能够描述其应力-应变全曲线的非线性本构模型。

根据Weibull统计分布理论推导了钢纤维混凝土(SFRC)的损伤本构模型,基于试验数据得到了SFRC模型参数。利用ANSYS软件在细观上建立钢纤维混凝土立方体试件有限元模型,并对其单轴压受力下的力学性能和破坏状态进行了数值模拟,研究钢纤维长径比对钢纤维混凝土抗压强度的影响。结果表明,SFRC细观模型能较好的模拟单轴受压下混凝土的静力学性能和损伤破坏。