本文關(guān)鍵詞：三級配礦渣混凝土力學(xué)性能尺寸效應(yīng)試驗(yàn)研究

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【摘要】：尺寸效應(yīng)是個普遍存在的現(xiàn)象,對于混凝土這樣的異質(zhì)性材料,尺寸效應(yīng)現(xiàn)象更加突出。相同材料的強(qiáng)度使用不同尺寸的試樣,試驗(yàn)結(jié)果是不同的�，F(xiàn)在的水工大壩、橋梁等構(gòu)件通常采用全級配或者三級配混凝土,尺寸都比較大,很難進(jìn)行足尺模型試驗(yàn)來測定其強(qiáng)度,所以工程中一般選擇濕篩法成型小尺寸試件來進(jìn)行大壩設(shè)計和安全鑒定。研究人員在不斷的研究,用濕篩混凝土來反映全級配混凝土這一措施是否可行,以及如何改進(jìn)。這就要求我們尋找一種經(jīng)濟(jì)、安全、可行的實(shí)驗(yàn)室縮尺模擬的方法,建立混凝土大試件與縮尺模型的關(guān)系,從而可以通過縮尺模型來反映大尺寸試件的真實(shí)強(qiáng)度性能。本文比較系統(tǒng)的研究了不同試件尺寸、不同強(qiáng)度等級和不同礦渣摻量的濕篩二級配混凝土和三級配混凝土基本力學(xué)性能及其尺寸效應(yīng),并運(yùn)用尺寸效應(yīng)理論得出其尺寸效應(yīng)率的計算公式,確定三級配礦渣混凝土的抗壓強(qiáng)度和劈拉強(qiáng)度尺寸效應(yīng)的臨界尺寸和臨界強(qiáng)度。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究礦渣摻量對濕篩二級配和三級配混凝土抗壓強(qiáng)度和劈拉強(qiáng)度影響規(guī)律可知,礦渣摻量的最優(yōu)摻量應(yīng)不超過40%,礦渣摻量為30%時的混凝土強(qiáng)度值均高于其他摻量混凝土,當(dāng)?shù)V渣摻量大于40%,隨著礦渣摻量的增加,混凝土強(qiáng)度呈線性下降。(2)濕篩二級配和三級配混凝土抗壓強(qiáng)度和劈拉強(qiáng)度均存在尺寸效應(yīng)現(xiàn)象,即小尺寸試件的強(qiáng)度值高于大尺寸試件,且強(qiáng)度等級對尺寸效應(yīng)的影響較大,礦渣摻量對尺寸效應(yīng)影響較小;三級配混凝土的尺寸效應(yīng)度比濕篩二級配混凝土更大,也就是說前者的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象更顯著,對于礦渣摻量為30%的C15混凝土抗壓強(qiáng)度,濕篩二級配混凝土的尺寸效應(yīng)度250??和300??與三級配混凝土比值分別是87%和91%;混凝土劈拉強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象比抗壓強(qiáng)度更加顯著,對于礦渣摻量為0%的三級配C20混凝土,其抗壓強(qiáng)度尺寸效應(yīng)度250?和300?與劈拉強(qiáng)度尺寸效應(yīng)度的比值分別為79%和95%。(3)三級配礦渣混凝土試件的抗壓強(qiáng)度和劈拉強(qiáng)度均小于濕篩二級配礦渣混凝土,抗壓強(qiáng)度比值在0.78~0.92之間,平均值為0.86;劈拉強(qiáng)度比值在0.58~0.78之間,平均值為0.66。從細(xì)觀機(jī)理分析可知,二者的差異與混凝土內(nèi)部裂紋尺寸以及骨料和水泥漿界面的強(qiáng)度有很大的關(guān)系。由于二者強(qiáng)度比值比較離散,因此不能將濕篩混凝土試驗(yàn)值直接作為三級配混凝土工程的設(shè)計與檢測依據(jù),具有局限性,建議具備試驗(yàn)條件的試驗(yàn)研究和工程展開全級配試驗(yàn)研究。(4)通過本次強(qiáng)度試驗(yàn)實(shí)測值與Bazant尺寸效應(yīng)律和多重分形尺寸效應(yīng)律的計算公式進(jìn)行擬合之后可以得到兩種計算公式的參數(shù),從而可以分別得到濕篩二級配和三級配混凝土在不同強(qiáng)度等級、不同礦渣摻量的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度尺寸效應(yīng)率計算公式。從尺寸效應(yīng)率公式的擬合情況來看,以上兩種尺寸效應(yīng)率公式均可較好的預(yù)測濕篩二級配和三級配混凝土抗壓、劈拉強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)。但是試件尺寸為100mm立方體混凝土強(qiáng)度擬合情況較差,故不能以該尺寸的立方體混凝土試件強(qiáng)度來預(yù)測濕篩二級配混凝土力學(xué)性能;而試件尺寸為200mm的立方體混凝土試件強(qiáng)度與兩種尺寸效應(yīng)率擬合情況良好,故可以用該尺寸的立方體混凝土試件強(qiáng)度來預(yù)測三級配混凝土強(qiáng)度。(5)通過Bazant尺寸效應(yīng)率和多重分形尺寸效應(yīng)率計算公式求得不同強(qiáng)度等級和不同礦渣摻量的三級配混凝土試件的臨界尺寸crD和臨界強(qiáng)度crf,可以為大摻量礦渣的三級配混凝土的力學(xué)性能試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用提供參考。
【關(guān)鍵詞】：三級配混凝土 尺寸效應(yīng) 力學(xué)性能 臨界尺寸 臨界強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV431
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 混凝土尺寸效應(yīng)研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 尺寸效應(yīng)的概念12-13
• 1.2.2 尺寸效應(yīng)的基本理論13-17
• 1.2.3 尺寸效應(yīng)的試驗(yàn)研究17
• 1.3 全級配與濕篩二級配混凝土基本力學(xué)性能研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 主要存在的問題19-20
• 1.5 本文的研究內(nèi)容和技術(shù)路線20-22
• 1.5.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.5.2 技術(shù)路線21-22
• 第二章 試驗(yàn)原材料與試驗(yàn)設(shè)計22-28
• 2.1 試驗(yàn)原材料22-23
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計23-24
• 2.2.1 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)23-24
• 2.2.2 抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)24
• 2.3 試驗(yàn)配合比24-25
• 2.4 試件制作和養(yǎng)護(hù)25-26
• 2.4.1 試件的制作25
• 2.4.2 試件的養(yǎng)護(hù)25-26
• 2.5 試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法26-27
• 2.5.1 試驗(yàn)設(shè)備26
• 2.5.2 試驗(yàn)方法26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 三級配混凝土抗壓強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)研究28-45
• 3.1 混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)28
• 3.2 濕篩二級配混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析28-34
• 3.2.1 礦渣摻量28-31
• 3.2.2 尺寸效應(yīng)31-34
• 3.2.3 強(qiáng)度等級34
• 3.3 三級配混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析34-40
• 3.3.1 礦渣摻量34-37
• 3.3.2 尺寸效應(yīng)37-39
• 3.3.3 強(qiáng)度等級39-40
• 3.4 濕篩二級配與三級配混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)綜合對比分析40-44
• 3.4.1 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果對比分析40-42
• 3.4.2 抗壓強(qiáng)度尺寸效應(yīng)對比分析42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 三級配混凝土抗拉強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)研究45-61
• 4.1 混凝土抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)45
• 4.2 濕篩二級配混凝土劈拉強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析45-51
• 4.2.1 礦渣摻量45-47
• 4.2.2 尺寸效應(yīng)47-51
• 4.2.3 強(qiáng)度等級51
• 4.3 三級配混凝土劈拉強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析51-56
• 4.3.1 礦渣摻量51-53
• 4.3.2 尺寸效應(yīng)53-55
• 4.3.3 強(qiáng)度等級55-56
• 4.4 濕篩二級配與三級配混凝土劈拉強(qiáng)度試驗(yàn)綜合對比分析56-59
• 4.4.1 劈拉強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果對比分析56-58
• 4.4.2 劈拉強(qiáng)度尺寸效應(yīng)對比分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第五章 混凝土尺寸效應(yīng)的臨界尺寸和臨界強(qiáng)度61-80
• 5.1 尺寸效應(yīng)理論參數(shù)計算61-76
• 5.1.1 尺寸效應(yīng)理論61-62
• 5.1.2 混凝土抗壓強(qiáng)度尺寸效應(yīng)參數(shù)的計算62-69
• 5.1.3 混凝土劈抗強(qiáng)度尺寸效應(yīng)參數(shù)的計算69-76
• 5.2 三級配礦渣混凝土力學(xué)性能的臨界尺寸和臨界強(qiáng)度76-79
• 5.2.1 抗壓強(qiáng)度的臨界尺寸和臨界強(qiáng)度76
• 5.2.2 劈拉強(qiáng)度的臨界尺寸和臨界強(qiáng)度76-79
• 5.3 現(xiàn)行方法探討79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第六章 結(jié)論與展望80-82
• 6.1 結(jié)論80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-87
• 作者簡介87

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