《極寒環境下陶粒混凝土的衝擊力學回響與破壞機理研究》是陳江瑛為項目負責人，寧波大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：極寒環境下陶粒混凝土的衝擊力學回響與破壞機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳江瑛
- 依託單位：寧波大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
陶粒混凝土在極寒環境（-40~0℃）衝擊載荷下的力學行為，由於陶粒多孔性引起陶粒的吸能作用和陶粒內孔水分結冰導致的膨脹力，使得其破壞機理有別於普通混凝土。本項目採用超音波技術測定陶粒混凝土的彈性模量、內稟時間；劈拉試驗測定材料的拉伸強度；通過普通混凝土、陶粒混凝土及其砂漿試樣的動靜態壓縮對照試驗，研究陶粒在陶粒混凝土變形中的吸能貢獻；對不同的含水量和極寒溫度下試樣的動靜態壓縮試驗，研究陶粒內孔水分冰凍膨脹力對破壞的影響；對確定極寒溫度凍融循環後的試樣，進行動靜態壓縮試驗，預估試樣內水分向陶粒內孔輸送後冰凍膨脹力的變化，探究應變率效應和極寒環境對陶粒混凝土破壞的耦合影響；對陶粒混凝土細觀觀測、統計分析並結合應力-應變曲線進行數值模擬，最佳化確定細觀損傷和巨觀損傷演化模型以及計及損傷的率型本構方程中的參數；揭示極寒環境下陶粒混凝土的衝擊損傷破壞機理，建立極寒環境下陶粒混凝土的率型損傷本構關係。
結題摘要
對於越來越受到關注的綠色建材--陶粒混凝土的衝擊力學性能，特別是凍融循環後的衝擊力學回響及其破壞規律研究將對材料的性能改進、健康安全使用提供技術支撐。本項目開展了不同體積陶粒含量的混凝土在不同凍融循環次數和不同應變率下的壓縮試驗，揭示陶粒混凝土衝擊載荷下的損傷破壞規律。主要內容包括：(1)採用超音波技術測定陶粒混凝土的彈性模量變化規律；（2）劈拉試驗測定材料的拉伸強度(撰寫相關文章1篇)；（3）通過普通混凝土、陶粒混凝土及其砂漿試樣的動靜態壓縮對照試驗，研究陶粒在陶粒混凝土變形中的吸能貢獻(撰寫論文1篇，畢業研究生1位)；（4）對確定極寒溫度凍融循環後的試樣，進行動靜態壓縮試驗，探究應變率效應和極寒環境對陶粒混凝土破壞的耦合影響(撰寫文章1篇，畢業研究生1位)；（5）對陶粒混凝土細觀分析並結合實驗結果進行數值模擬，給出了三維細觀數值模型，較好地展現了陶粒混凝土動態損傷失效的全過程(撰寫文章2篇，畢業研究生1位)。模擬表明，陶粒混凝土的損傷失效是從強度較弱的陶粒骨料開始的，裂紋從陶粒區域逐漸向砂漿基體擴展、貫通導致試樣整體失效；（6）給出了體積分數、凍融循環次數和應變率相關的經驗型陶粒混凝土本構關係(撰寫文章1篇，畢業研究生1位)；（7）製作了臥式SHPB束桿，並改善了應變測量與束桿滑動困難等一系列具體實驗技術問題，對混凝土類大尺寸試樣的衝擊力學回響研究做了有益的探索，首次探尋凍融循環後陶粒混凝土的動態力學性能，獲得了一大批寶貴的實驗結果和分析結果，相關試驗裝置申請獲批實用新型專利3項，申報待批發明專利2項。本項目按照研究目標，開展了大量的理論分析、實驗和數值模擬工作，揭示了極寒溫度凍融循環後陶粒混凝土的衝擊損傷破壞機理，建立了凍融循環後陶粒混凝土的率型損傷經驗型本構關係，對陶粒混凝土的套用和工程設計具有指導意義。
