为研究冻融循环对北方寒冷地 区混凝土结构产生的不利影响,利用大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的 大型混凝土静 、动三轴试验系统 ,对快速冻融循环 0、25、50、75次的普通混凝土进行了单轴压,多轴压的力学性能试验 ,其中双轴 压的应力比为 1:0.25、1:0.5、l:0.75、1:1,三轴压的应力 比为 0.1:0.25:1、0.1:0.5:1、0.1:0.75:1和 O.1:1:1的常规三轴和真三轴 ,测得了冻 融循环后混凝土的单轴和多轴抗压强度 ,根据试验结果 ,系统地分析了冻融循环对混凝土单轴压及多轴压强度的不同影响,总结 了应力比和冻融循环次数对处于多轴应力状态下混凝土强度的影响规律 。结论表明:冻融循环后混凝 土的双轴压和三轴压强度高 于单轴抗压强度 ,提高程度与应力 比有关。这些结论可为北方寒冷地区的混凝土结构,如水坝、混凝土桥梁、路面的抗冻设计提供 理论依据 。 关键词 : 混凝土 ;冻融循环 ;单轴压 ;多轴压 ;强度 中图分类号 : TU528.01 文献标志码 : A 文章编号 : 1002—3550(2013)02—0008—04 Uniaxialand multi—axlecom pressionstrengthofconcreteafterfreeze-thaw cyclingcontrastanalysis Q1NLi-kun,SONGHong-wei,WANGXiu—wei (SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,DalianNationalitiesUniversity,Dalian116600,China) Abstract: Forthesakeofstud~ngtheeffectoffreeze—thaw cyclingonconcretestructures,uniaxialcompressionandmulti—axle compression svengthofnormalconcreteweretestedusing thelargestatic··dynamictri--axialtestsystem forconcreteintheStateKey LaboratoryofCoastalandOfshoreEngineering,DalianUniversity ofTechnologyafter0,25,50and75cyclesofrapidfreeze—thaw.Stress radiosweretakenintoaccountthatdesigndouble—compressionstressradioswerel:0.25、1:0.5、1:0.75、1:l,design generalandtruetri—axle compression stressradioswere0.1:O.25:1、0.1:0.5:1、0.1:0.75:1and 0.1:l:1.Thediferentefectoffreeze—thaw cycling on uniaxial compressionandmulti—axlecompressionstrengthweresystematicallyanalyzedbasedonexperimentalresults,lawsoffreeze—thaw cycling andstressratiosefectonconcretemulti—axlecompressionstrengthweresummarized.Theconclusionshowedthatdouble—compressionand tri—axlecompressionstrengthhigherthan un iaxialcompression,thelevelthatimprovedrelativetouniax ialcompressionhasrelationwith stressradios.Th estudyresultprovidedstructuralassignandanalysisfoundationforfrostresistanceofstructuresinnorthernregionsuchas dam ,concretebridgeandroad,etc. Keywords: concrete;freeze··thaw cycle;uniaxialcompression;multi--axlecompression;strength 0 引 言 我 国北方 寒冷地 区水利工 程 中的混凝 土大坝 ,几乎 100%都遭受不同程度 的冻融破坏 ,有的工程在施工过程 中 或竣工后不久即出现严重 的冻害。混凝土冻融破坏不仅在 “三北 ”地 区存在 ,在长江 以北黄河以南的中部地 区 ,也存 在混凝土结构的冻融破坏现象。目前,对混凝土抗冻性能的 研究,国内外已进行了一些试验研究工作[1-1,提出的破坏 理论有美 国的鲍尔斯(T.C.Powers)提出的静水压假说和渗 透 压假说 ;前苏联学者从力学概念 出发 ,提出了现象学观 点等,这些研究大部分是从纯物理的模型出发,经假设和 推导而得 出结论 。对于混凝土冻融破坏机理 ,国内外 尚未 得到统一 的认识 。从现有的研 究资料来看 ,对混凝 土冻融 破坏的研究主要集 中在以质量损 失与动弹性模量为标准 , 针对混凝土抗冻安全设计 等级而展开的,而对混凝土冻融 循环后的力学性能研究资料甚少。 在实际工程 中,特别是一些重大的结构 ,如水坝 、海洋 工程中的混凝土结构是处于多轴应力状态的 ,现有的研究成 果表明n湖 ,常温下处于双轴压压应力状态的混凝土结构比 单轴应力状态的混凝土结构,具有更高的承载能力,而处于 双轴拉压应力状态的混凝土结构的情况正相反,冻融循环后 这种情况更加 明显 。所以,按照混凝土单轴设计理论分析处 于多轴应力状态的混凝土结构是不合理的。目前 ,现有的关 于冻融循环后混凝土性能的试验资料,大多是针对单轴状态
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