bob客户端下载混凝土动态力学性能ppt
bob客户端下载* * 水工抗震设计中的 混凝土动态力学特性 陈厚群 中国水利水电科学研究院 地震作用下大坝混凝土 动态力学特性的主要特点 由多级配骨料的全级配试件确定强度 标准值 (2) 关键是与坝体应力状态相应的抗拉强 度 (3) 考虑应变率效应对动态力学特性的影 响 (4) 预加静载对动态抗力的影响 (1) 由多级配骨料的全级配试件 确定强度标准值 ? 大体积的大坝混凝土一般采用 3至4级配的多级配骨料，最大骨料尺寸分别为80mm或150mm，骨料含量约占混凝土重量的60%～70%；传统的筛除大于40mm骨料的湿筛小试件。改变了混凝土配合比，影响其真实性能；目前把全级配试件的强度作为其抗力标准值。 ?从混凝土坝体中直接钻孔取芯加工的试件。虽然试件和实际坝体混凝土的配合比是一致的，bob客户端下载但所采用的仍主要为直径为6in的圆柱体小试件，并未满是试件尺寸大于3倍最大骨料粒径的全级配试件要求。 ?抗震设计中关键是其与坝体应力状态相应的抗拉强度；抗拉强度的试验方法，通常有直接轴拉试验、劈拉试验和确定弯拉强度的抗折试验；混凝土材料的强度与其承受的作用和应力状态有关，美国联邦紧急事务管理局和我国混凝土拱坝设计规范中都认为，按弯拉强度确定坝体的抗拉强度更为合理。 (2) 关键是与坝体应力状态 相应的抗拉强度 直接轴拉试验 劈拉试验 弯拉强度的抗折试验 fapar Fmr=1.33fst=2.3fc2/3 美国垦务局采用 (3) 考虑应变率效应 对动态力学特性的影响 目前普遍认为，导致静、动态力学特性差异的应变率效应是各类材料都具有的材料固有特性，且对不均匀材料更为显著。试验结果表明，在地震作用下的大坝混凝土的静、动态强度有显著差异，这在各国大坝的抗震设计中已基本形成共识。 迄今多以冲击型加载动态进行大坝混凝土试验，难以反映实际地震作用的往复循环加载影响。 σ ε (4) 预加静载对动态抗力的影响 已有试验成果中，大坝混凝土的动、静态抗拉和抗压强度的比值，即应变率效应，都是在由分别施加单纯的静、动态加载下取得的结果给出的。 各类结构通常都是在承受正常工况静载作用的运行中再遭受地震作用的。在大坝抗震设计中，对大坝混凝土在已承受一定静载情况下的动态特性和抗力，一直是工程人员所关注而待解决的问题。 目前，对大坝混凝土全级配试件的动态拉、压试验资料不多，特别是动态抗折试验的成果更少，更缺乏有初始静载对动静抗拉强度比值影响的资料。 规范有关条文检验 和修订的内容及依据 大坝混凝土静态全级配和湿筛试件的 强度比值 (2) 静、动抗拉强度比值 (3) 预加静载影响 (4) 静、动弹模影响 地震作用下的混凝土动态力学性能，对重大工程要求通过全级配试件的动态试验确定；对一般工程作出相应规定，着重考虑： 结合实际工程大坝混凝土试验研究 有关条文修订依据的试验研究 ★ 比较全级配和湿筛试件差异及干湿 条件不同龄期影响； ★ 确证静态预载对动态弯拉强度响； 试验研究的重点 变幅三角形波循环动态加载 静态加载 过程 冲击型动态加载过程 抗折试验装置 试件破坏形态 (1) 大坝混凝土静态全级配 和湿筛试件的强度比值 小湾拱坝配大坝混凝土和大岗山拱坝四级配大坝混凝土的湿筛混凝土180d龄期后的静态立方体抗压强度平均值分别为47.81MPa和51.79MPa，其相应的全级配立方体抗压强度平均值分别为41.87MPa和40.37MPa。全级配和湿筛混土立方体抗压强度的比值分别为0.87和0.78这和溪洛渡拱坝180d龄期的配和四级配大坝混凝土与其湿筛混凝土立方体抗压强度的比值分别了0.90和0.78大体接近。小湾、大岗山及溪洛渡等工程的试验结果表明，bob客户端下载大坝混凝土的全级配和湿筛混凝土立方体抗压强度比值大致为0.8左右。在现行混凝土坝设计规范中，在确定表征大坝混凝等级的材料抗压强度标准值时，取其为湿筛试件抗压强度值乘以0.67的折算系数。 抗压强度 0.67 小湾拱坝配大坝混凝土和大岗山拱坝四级配大坝混凝土的湿筛混凝土180d龄期后的静态抗折试验中的弯拉强度平均值分别为6.19MPa和6.46MPa；两者的弯拉强度和立方体抗压强度之比分别为0.129和0.125。这两个工程大坝混凝土的全级配立方体抗压强度平均值分别为3.58MPa和2.97MPa；两者弯拉强度和立方体抗压强度之比分别为0.086和0.074。全级配和湿筛混凝土弯拉强度强度的比值分别为0.58和0.46。据文献报导，溪洛渡拱坝全级配和湿筛混凝土的静态弯拉强度比值约为0.58～0.62，其劈拉强度比值则大致在0.70左右；全级配混凝土的劈拉强度与抗压强度的比值，较湿筛混凝土小试件的的相应比值约降低18.6%，且其90d和180d龄 期的结果相近。 弯拉强度 0.58和0.46 0.129和0.125 根据小湾和大岗山拱坝180d设计龄期后的湿筛混凝土立方体强度，按美国垦务局给出的关系式 计算其劈拉强度，并取劈拉强度试验值1.33倍的视强度作为弯拉强度，所给出的弯拉强度分别为5.79Mpa和6.10Mpa，和湿筛试件的弯拉强度试验测值6.19MPa和6.46MPa都十分接近。 Fmr=1.33fst=2.3fc2/3 对于重要的混凝土高坝，其抗拉强度需进行全级配试件的抗折试验，确定其弯拉强度。在现行大坝抗震设计规范中，对不进行全级配试件的抗折试验的一般工程，根据我国高拱坝大坝混凝土试验结果，抗拉强度标准值取为抗压强度标准值的10%，是基本合适的。 抗拉强度标准值与抗压强度标准值比值 上标l、s表示全级配与湿筛， 下标mr、c 表示弯拉与抗压强度 (2) 静、动抗拉强度比值 在接近地震动的变幅三角形循环波 动态加载下 小湾和大岗山拱坝180d设计龄期的全级配混凝土动态弯拉强度分别为4.19MPa和3.49MPa，其湿筛混凝土动态弯拉强度分别为7.80MPa和7.17MPa。其应变率效应即动、静态弯拉强度比值，对全级配混凝土分别为1.17和1.18：对湿筛混凝土则分别为1.26和1.11。大体上，动态弯拉强度较静态弯拉强度提高不足20%。 循环波动态加载下的低周疲劳影响 小湾和大岗山拱坝180d设计龄期后的全级配混凝土，三角形循环波动态加载下的动态弯拉强度与冲击型动态加载下相应值的比值分别为1.0和0.83。对于其湿筛混凝土则此比值分别为0.91和0.85。 三角形循环波动态加载下的动态弯拉强度要比冲击型动态加载下相应值小10%至15%。 美国垦务局采取的大坝混凝土动态抗压和抗拉强度分别较其静态值大20%和50%。主要根据坝体内钻芯的试件在冲击型加载下的劈拉试验成果。 考虑到地震波的往复作用影响和全级配试件试验结果更接近实际，建议取动态拉、压强度都较其静态值提高20%为宜。 动、静态弯拉强度比值 (3) 初始静载对动态弯拉强度影响 对于小湾和大岗山两个拱坝，初始静载的影响对全级配和湿筛混凝土、及动态加载方式都有所不同。由于试验的数据量不足，尚难对这些不同因素影响分别归纳出较确切的规律性。 从总的趋势看，初始静载未超过约80%的极限荷载时，初始静载对动态弯拉强度一般均有所提高。 试验结果的初步解释 混凝土在加载过程中，因微裂隙的发展和萌生形成的损伤，导致强度降低和变形增加；在动载作用下，变形增加使应变率效应增强，bob客户端下载从而使动态强度随之增大。在一定的初始静载下，当应变率效应影响超过损伤演化影响时，动态强度可能有所提高。但当初始静载超过约80%的极限荷载时，损伤迅速扩展，其影响超过地震作用的应变率效应，动态强度很快下降。 全级配混凝土三维细观力学动态分析验证 采用了双折线 损伤变量演化模型 *