真三轴应力下塑性混凝土的变形与强度

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1、1茴年月，⋯■～_-_r’-，文章编号：一一真三轴应力下塑性混凝土的变形与强度王四巍，张晨，李常虎(1．华北水利水电大学岩土工程与水工结构研究院，河南郑州；．中国电力建设集团有限公司西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安摘要：通过侧压恒定和侧向位移近似恒定的2类真三轴压缩试验，研究了三向应力下塑性混凝土的变形、破坏和强度．在侧压恒定的真三轴试验条件下，塑性混凝土侧压从至设定值过程中产生了压缩变形，此后，侧向应力和应变均保持稳定，侧向由压缩变形转变为膨胀变形，但侧向应力大小稳定，塑性混凝土强度与侧向应力大小密切相关；

2、在侧向位移近似恒定的真三轴试验条件下，侧压随着轴压增加而增大，强度可达单轴强度9倍以上．塑性混凝土在真三轴压缩作用下的变形过程为：在轴向应力一应变曲线上，轴向压缩初期至直线上升段，侧向在侧压作用下产生变形，约束阻止了膨胀变形的过早出现，延迟了膨胀变形的产生，提高了最大体积压缩值，增强了试件的抗裂性能，提高了轴向抗压缩变形能力，增大了强度；当轴向压缩达到一定程度时，侧向变形由压缩转变为膨胀，体积很快压缩至最小，抗压强度也很快达到峰值；之后，轴向变形加速发展，膨胀变形由于侧向约束而发展较慢，轴向应力缓慢下降．在单轴作

3、用下，峰值后轴向压缩加速发展，膨胀变形由于无约束而快速发展，轴向应力快速下降．关键词：塑性混凝土；真三轴试验；变形；应力～应变曲线；强度中图分类号：T文献标志码：：1．3．．一2．1．．112，，(．，，，；，．，，，：一．，一，1．。一●：，，，一．，，，，．，11．收稿日期：一；修订日期：一基金项目：国家自然科学基金资助项目；河南省基础与前沿技术研究计划项目；河南省高等学校青年骨干教师计划资助项目(第一作者：王四巍(1978一)，男，河南商水人，华北水利水电大学副教授，硕士生导师，博士．一：．．建筑材料学报第

4、19卷Keywords：plasticconcrete；truetriaxialtest；deformation；stress—straincurve；strength塑性混凝土由膨润土(黏土)、水泥、水、石子和状，因此，本文采用侧压恒定和侧向位移近似恒定的砂子等原材料经搅拌、浇筑与凝结而成，是一种强度2类真三轴试验，研究真三轴应力下塑性混凝土的介于土与普通混凝土之间的柔性工程材料，具有极大变形和强度特征．限变形大、弹性模量小、强度较高和渗透系数小等特1试验设计和试验材料点．在塑性混凝土中，由于用膨润土(黏土)替

5、代大部分水泥，且施工中不需振捣，因此降低了工程造价较试验设计了P5—1和P6-1共2组配合比的塑性低．目前，塑性混凝土已在防渗工程中得到了广泛应混凝土(见表1)，其28d立方体单轴抗压强度分别用l1]，但对其理论研究仍不完善、不系统．以塑性混为5．8，6．7MPa．真三轴试验采用2类加载模式：第凝土受压性能研究为例，国内外主要进行了塑性混1类加载模式侧压保持恒定(简称第1类真三轴试凝土单轴抗压性能、常规三轴和真三轴压缩试验条验)，第2类加载模式保持侧向位移近似恒定(简称件下应力一应变一强度特征的相关研究，分段拟合

6、了第2类真三轴试验)．在第1类真三轴试验中，先同塑性混凝土在单轴压缩条件下应力一应变曲线的上时施加三向应力，当侧向应力达到设计值后，保持其升段和下降段L5]，且其力学性能受水泥及膨润土掺恒定，然后逐级增加轴压；第2类真三轴试验中，侧量影响较大；分析了常规三轴应力下的应力一应变曲向位移保持近似恒定，连续增加轴压．对P5—1塑性线，拟合了本构关系，建立了塑形混凝土强度准混凝土进行第1类和第2类真三轴试验，对P6—1塑则_2¨；根据真三轴试验结果，得到了八面体破坏性混凝土进行第1类真三轴试验．2类试验的侧压准则的参数口

7、]．与单轴受压下相比，真三轴压缩应设置见表1，其中。，分别表示第2，3主应力，结力下塑性混凝土变形性能发生了显著变化，需要从果分析时以实测值为准．真三轴试验采用尺寸为强度特性和变形性能等方面分析其复杂的力学性15Omm×150mm×150mm的塑性混凝土立方体表1塑性混凝土配合比和真三轴试验侧压设置Table1Mixpropertionofplasticconcreteandlateralpressureoftruetriaxialtest试件，龄期一般为60d．压力触头上安装5个平行加载方向的电子位移计来1．1

8、试验材料测试试件的变形．真三轴试验时，先把表盘压力调整采用郑州市龙岗水泥厂生产的强度等级为到设定要求，打开压力控制开关，观察应力变化，待42．5的普通硅酸盐水泥；黏土取自河南省三门峡市应力稳定后采集应力和应变数据．重复上述步骤，直窄口水库除险加固料场，经磨细、过筛加工后以干粉至试件破坏．试验采用分级加载，每级油压0．2MPa形式掺入；砂子为河砂；粗骨料为5～2Omm连续级