三轴应力状态下混凝土力学性能

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1、三轴应力状态下混凝土的力学性能一、研究意义（冻融、三轴）二、冻融的破坏机理三、冻融循环后三轴压的普通砼力学性能四、结论及改善探讨一、研究意义（冻融、三轴）我们要清楚两点：1、冻融循环对砼的力学性能会产生不利影响。——水泥浆体逐渐膨胀引起开裂和剥落。2、大部分工程结构及工民用建筑处于多轴应力状态。——如水坝、挡土墙、桥梁、核反应堆压力容器等。二、冻融的破坏机理冻融循环引起砼破坏的控制因素：孔结构（大小、数量及连通性）水（饱和程度）温变速率（快慢）抗拉强度（液态水结冰，体积膨胀9%）三、冻融的破坏机理冻融的破坏机理：膨胀压力

2、：饱和状态时，毛细孔中的水结冰膨胀，产生较大压力，冰晶通过挤压毛细管壁或产生水压使水泥浆体损伤。膨胀压力+渗透压力三、冻融的破坏机理冻融的破坏机理：渗透压力：一部分是孔溶液中盐浓度梯度引起的；一部分是胶凝孔中过冷水在混凝土微观结构中的迁移和重分布引起的。膨胀压力+渗透压力过冷：指降低流体的温度，但不使其凝固的过程。如果液态水出现这过程，以致低于摄氏零度还呈现流动的液态，就称为过冷水。三、冻融循环后三轴压的普通砼力学性能1、试验方法：冻融：用于抗冻性能试验的“快冻法”，混凝土快速冻融试验机，分0、25、50、75次四个等级

3、。三轴压：大型静、动三轴电液伺服试验机，应力比设为真三轴压的σ1:σ2:σ3=0.1:0.25:1；0.1:0.5:1；0.1:0.75:1和常规三轴压的σ1:σ2:σ3=0.1:1:1。2、试验现象：斜剪破坏：斜裂缝只有一个或者两个，约与最大主压应力σ3轴成20°~30°夹角。三、冻融循环后三轴压的普通砼力学性能3、强度性能：随冻融循环次数的增加，混凝土三个方向的极限抗压强度均相应降低，冻融循环后，抗压强度随应力比的变化规律同常态。三、冻融循环后三轴压的普通砼力学性能3、强度性能：冻融循环对单轴抗压强度的影响大于对三轴

4、抗压强度的影响。说明对三轴压状态的混凝土强度，应力比的影响要大于冻融循环次数的影响。三、冻融循环后三轴压的普通砼力学性能4、变形性能：随冻融循环次数的提高，混凝土三轴受压时三个方向的峰值应力点的应变明显增加。冻融循环后，峰值应力点的应变随应力比的变化规律同常态。应力比的影响要大于冻融循环次数的影响。三、冻融循环后三轴压的普通砼力学性能5、八面体应力空间破坏准则：八面体应力：作用在和三个主应力轴成等倾斜面上的应力。四、结论及改善探讨1、结论：1、随冻融循环次数的增加，混凝土三个方向极限抗压强度均相应降低。但在相同冻融循环次

5、数后，由于应力比的影响，极限抗压强度比单轴时增大。冻融循环对单轴抗压强度的影响大于对三轴抗压强度的影响。对三轴压状态的混凝土强度，应力比的影响要大于冻融循环次数的影响。2、经冻融循环后，混凝土三轴受压时三个方向的峰值应力点的应变明显增加。其中，应力比的影响要大于冻融循环次数的影响。3、三轴受压状态的混凝土受应力比的影响，使强度增长较大，因此，设计中考虑这种强度增长，可大大节省材料。四、结论及改善探讨2、改善探讨：(1)外加剂的使用（引气剂、减少挤）。(2)活性矿物掺合料的使用（硅灰、矿渣、粉煤灰）。①引气剂：产生大量微小

6、稳定封闭气泡，起到缓冲减压、降低渗透性的作用。②减水剂：降低水灰比，使水泥浆中可冰水含量降低。如粉煤灰，具有较高的火山灰活性，掺加一定量的粉煤灰取代部分水泥，可有效改善混凝土的和易性，降低初期水化热，减小混凝土收缩。