《再生混凝土多軸破壞準則與本構模型的試驗與理論研究》是依託北方工業大學，由何振軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：再生混凝土多軸破壞準則與本構模型的試驗與理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：何振軍
- 依託單位：北方工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前，再生混凝土套用於土木工程的系列關鍵問題研究是世界各國所共同關心的課題，但存在對其多軸力學性能研究不足的問題。本申請項目採用試驗與理論分析研究方法，針對5種再生粗骨料替代率和3種強度等級的再生混凝土進行在拉-壓組合9種複雜應力狀態和45種應力比下的多軸力學性能試驗。基於試驗，分析與揭示不同的再生粗骨料替代率、強度等級、應力比和應力狀態對再生混凝土的多軸破壞形態、彈性模量、強度與變形等的影響規律，給出其相應的結論與第三主應力方向上的初始切線彈性模量計算公式，建立其相應的帶有再生粗骨料替代率、強度等級參數的八面體應力空間多軸破壞準則公式與非線彈性正交異性本構模型，提供適於工程套用與規程編制的多軸強度計算圖表與實用計算公式。其研究成果不僅為混凝土結構設計規範的修訂提供可靠的理論依據和力學模型，同時對於促進再生混凝土廣泛地套用以及建築-資源-環境可持續發展，均具有重要的理論意義和實用價值。
結題摘要
目前，再生混凝土套用於土木工程的系列關鍵問題研究是世界各國所共同關心的課題，但存在對其多軸力學性能研究不足的問題。本申請項目採用試驗與理論分析研究方法，針對不同再生粗骨料取代率下的3 種強度等級再生混凝土進行在拉-壓組合複雜應力狀態下不同種應力比下的多軸力學性能研究。給出了不同種再生粗骨料取代率下的3種C20、C40、C60強度等級再生混凝土的配合比設計方法；另外著眼於再生混凝土的更加廣泛合理地套用，也試配出了C40、C60級泵送自密實鋼管再生混凝土配合比設計方法。再生粗骨料的添加，並沒有改變再生混凝土在相應的多軸應力狀態下巨觀的劈拉破壞形態，對於不同再生粗骨料取代率以及不同的強度等級的再生混凝土，巨觀破壞形態大體上相似。在單軸拉、多軸拉壓應力狀態下，其破壞形態均為拉斷破壞；在單軸壓、雙軸壓、三軸壓應力狀態下，其破壞形態分別為柱狀破壞、層片狀破壞和斜剪破壞；其中斜剪破壞分為單剪破壞、雙剪破壞，其斜剪破壞面裂縫呈現出明顯的“V字形或正反相連W字形”。但是，伴隨著再生粗骨料取代率增加以及強度等級的提高，再生混凝土試件的破壞面及表面紋理更加粗糙和凹凸不平，更加不規則、細密，而且破壞面穿過粗骨料的幾率更高。再生粗骨料取代率越大以及強度等級越小，再生混凝土多軸壓強度和變形提高倍數越大，反之，則越小；三軸壓應力狀態下尤為明顯；而單軸應力狀態下的彈性模量隨之下降。在存在拉應力的多軸拉壓情形下，不同的再生粗骨料取代率以及強度等級之間再生混凝土多軸強度和變形以及彈性模量的差異隨多軸壓應力狀態向多軸拉壓應力狀態轉化而逐漸減小，差異不大，伴隨著再生粗骨料取代率增大以及強度等級降低，略有下降。建立了其相應的帶有再生粗骨料取代率、強度等級參數的八面體應力空間多軸破壞準則公式與修正的“過-徐非線彈性正交異性本構模型”，提供了適於工程套用與規程編制的多軸強度計算圖表與實用計算公式。其研究成果不僅為混凝土結構設計規範的修訂提供了可靠的理論依據和力學模型，同時對於促進再生混凝土廣泛地套用以及建築-資源-環境可持續發展，均具有重要的理論意義和實用價值。
