【摘要】：“海綿城市”是當前我國城市建設(shè)的新模式,保證其“海綿”功能的核心是具有高孔隙率(高滲透性)、耐高壓的混凝土材料的應(yīng)用。道路運行過程中,車輛等對道路產(chǎn)生的典型循環(huán)加卸載作用,使得路面及其下部一定范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)破壞,嚴重削弱道路的“海綿”作用及其正常運行。因此,循環(huán)加卸載條件下高孔隙率混凝土力學特性是“海綿城市”建設(shè)中涉及的關(guān)鍵力學問題之一。本文通過循環(huán)加卸載試驗,對高孔隙率混凝土力學特性及破壞過程中的能量耗散進行研究,結(jié)合損傷力學理論,得到循環(huán)加卸載作用下高孔隙混凝土損傷演化特征,并給出混凝土使用壽命預(yù)測模型。主要取得以下研究結(jié)論:(1)通過單軸壓縮試驗,對四種不同的高孔隙率混凝土力學特性進行測試,得到混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線、彈性模量、峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、泊松比、能量耗散隨孔隙率的變化規(guī)律,確定孔隙率15%的混凝土作為循環(huán)加卸載試驗對象。(2)在應(yīng)力幅處于彈性階段,對高孔隙率混凝土進行循環(huán)加卸載試驗,系統(tǒng)研究循環(huán)加卸載作用后混凝土的力學特性及能量耗散的循環(huán)次數(shù)效應(yīng)和應(yīng)力幅效應(yīng),明確循環(huán)加卸載作用下加載彈性模量、卸載彈性模量、峰值應(yīng)變等力學特征隨循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律,給出混凝土的總吸收能、彈性能及耗散能等隨循環(huán)次數(shù)及應(yīng)力幅的變化規(guī)律。(3)在應(yīng)變幅處于裂隙發(fā)展階段,對高孔隙率混凝土進行循環(huán)加卸載試驗,系統(tǒng)研究應(yīng)變幅和循環(huán)次數(shù)對混凝土的力學特性及能量耗散的影響,得到混凝土加載彈性模量、卸載彈性模量、峰值應(yīng)力、殘余應(yīng)變及總吸收能、彈性能、耗散能與應(yīng)變幅和循環(huán)次數(shù)的關(guān)系。(4)基于混凝土的損傷力學理論,分別建立考慮應(yīng)力幅效應(yīng)的混凝土的損傷演化本構(gòu)方程,并依據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變試驗數(shù)據(jù)確定方程的試驗參數(shù),通過算例預(yù)測高孔隙率混凝土道路運行壽命。研究結(jié)論可為“海綿城市”道路建設(shè)中,高孔隙率混凝土材料的選型等提供依據(jù)。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻】

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本文編號：2599748