【摘 要】
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混凝土材料是建筑行业的主力军,随着原生资源的短缺以及可持续发展的要求,建筑垃圾的循环利用登上了新新舞台,而再生混凝土便是主演之一。再生混凝土较普通混凝土而言成分更复杂,再生骨料也会带来不可避免的初始缺陷。以不同再生粗骨料取代率定义不同程度的初始缺陷进行研究,能够更好的探究初始缺陷对再生混凝土损伤演化、失稳破坏的影响。想要更好地发展再生混凝土的工程应用,研究方法也是重中之重。对于脆性材料的损伤破坏机
【基金项目】
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国家自然科学基金项目,项目编号为 51668060,项目名称为:“新疆地区混凝土试件裂纹演化的分形特征及其协同演化模型研究”
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混凝土材料是建筑行业的主力军,随着原生资源的短缺以及可持续发展的要求,建筑垃圾的循环利用登上了新新舞台,而再生混凝土便是主演之一。再生混凝土较普通混凝土而言成分更复杂,再生骨料也会带来不可避免的初始缺陷。以不同再生粗骨料取代率定义不同程度的初始缺陷进行研究,能够更好的探究初始缺陷对再生混凝土损伤演化、失稳破坏的影响。想要更好地发展再生混凝土的工程应用,研究方法也是重中之重。对于脆性材料的损伤破坏机理与失稳破坏特征的研究应从材料内部出发,而声发射技术的无损性与实时性是展开本次研究的基础特点。本文以不同再生粗骨料取代率混凝土棱柱体试验为主要研究对象。基于声发射技术,从棱柱体试件单调、循环受压过程的损伤特征、破坏特点入手。探讨了不同程度初始缺陷再生混凝土失稳破坏时声发射临界特征,并利用声发射特征掺量作为损伤变量,建立考虑不同再生粗骨料初始缺陷的混凝土损伤本构模型。主要研究内容如下:(1)对不同再生粗骨料取代率混凝土试件进行基本力学性能试验及声发射断铅试验,研究再生粗骨料取代率不同,基本力学性能的变化趋势以及声发射断铅参数与混凝土初始缺陷间关系;绘制声发射幅值衰减曲线,为声发射研究做前期准备。(2)对不同再生粗骨料取代率混凝土棱柱体试件进行单调压缩试验,将试件破坏过程中声发射能量加速释放过程进行拟合,通过拟合后参数变化判断不同再生粗骨料取代率混凝土破坏过程中声发射能量加速释放程度,分析混凝土试件受压临界破坏特征。(3)结合Kaiser效应理论、分形理论、响应比理论,对循环加卸载作用下混凝土破坏过程中声发射信号进行分析。研究表明,循环加卸载作用下含再生粗骨料混凝土声发射信号存在明显的Kaiser效应,且Felicity比值、分形维数与响应比Y值的变化规律均能表征混凝土失稳破坏的临界特征。(4)对棱柱体试件单轴受压过程应力—应变曲线进行分析,结合应力—应变曲线特点,选择合适的声发射特征参数作为损伤变量,引入再生参数,考虑不同再生粗骨料取代率混凝土初始缺陷程度,借助Weibull统计方法与损伤理论,建立损伤本构模型。并结合试验曲线的对比验证,证明该模型拟合度较高,符合不同再生粗骨料取代率混凝土的损伤规律。
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