略說(shuō)混凝土受力實(shí)驗(yàn)的分析方法論文
1實(shí)驗(yàn)
用細(xì)砂紙稍稍打磨棱柱體試件的所有棱角，以防止試件加載時(shí)產(chǎn)生抗傱力集中現(xiàn)象，打磨完畢，�。硥K作為基準(zhǔn)組試件，記作Ｄ０；另取３塊試件測(cè)軸心抗壓強(qiáng)度（用于計(jì)算其他試件加載時(shí)的荷載控制指標(biāo)），其值為３３．７ＭＰａ（未修正尺寸效應(yīng)系數(shù)）．預(yù)制損傷的試件在加載前，采用非金屬超聲波檢測(cè)儀對(duì)測(cè)法測(cè)定混凝土初始波速，測(cè)量距離為４００ｍｍ，每塊混凝土試件采樣３次，以其算術(shù)平均值作為該混凝土試件的初始超聲波波速．加載過(guò)程中，對(duì)試件連續(xù)、均勻加載，荷載控制水平為其軸心抗壓強(qiáng)度的３０％～６０％，通過(guò)多個(gè)加載過(guò)程（先將試件進(jìn)行１次縱向加載后卸載，再對(duì)試件進(jìn)行１次橫向加載后卸載，記為１個(gè)加載過(guò)程．其中，縱向加載時(shí)承壓面為１００ｍｍ×１００ｍｍ的試件側(cè)面，橫向加載時(shí)承壓面為１００ｍｍ×４００ｍｍ的試件側(cè)面）對(duì)試件進(jìn)行預(yù)制損傷．每隔３～５個(gè)加載過(guò)程，卸載后靜停１ｈ，再次應(yīng)用超聲檢測(cè)儀測(cè)試抗傱力損傷混凝土試件的波速，并根據(jù)式計(jì)算混凝土試件的損傷度：Ｄ＝１－（ｖｔｖ０）２（１）式中：Ｄ為試件損傷度；ｖｔ為試件受抗傱力損傷后超聲波波速，ｋｍ／ｓ；ｖ０為試件未受抗傱力損傷時(shí)超聲波波速，ｋｍ／ｓ．通過(guò)控制加載抗傱力水平和加載過(guò)程數(shù)使試件損傷度大體均勻分布在０～０．３０，靜停１ｄ，待試件穩(wěn)定后，再次測(cè)試試件的超聲波波速并計(jì)算損傷度，并以此作為該試件的最終損傷度．預(yù)制損傷完畢后，選出損傷度為０．０５，０．１２，０．１９和０．２７的試件依次記為Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３和Ｄ４，選取各組損傷度試件時(shí)，損傷度的容許誤差為±０．０１，每組試件不少于３塊．１．４碳化方法試驗(yàn)依照ＧＢ／Ｔ５００８２—２００９《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中快速碳化試驗(yàn)方法進(jìn)行．將試件置于ＣＯ２濃度為（２０±３）％（體積分?jǐn)?shù)），相對(duì)濕度為（７０±５）％，（２０±２）℃的'碳化箱內(nèi)．達(dá)到預(yù)定齡期（３，７，１４，２８ｄ）后取出試件，在預(yù)定位置劈裂后，用濃度１％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的酚酞指示劑滴于劈裂面，待混凝土未碳化區(qū)顏色穩(wěn)定后，從混凝土試件邊緣至深色未碳化區(qū)邊界每邊讀�。刺幧疃戎�，并以其平均值作為該混凝土試件的碳化深度，測(cè)完將試件放回碳化箱內(nèi)繼續(xù)碳化，直到下一個(gè)測(cè)試齡期．各損傷度混凝土碳化２８ｄ的照片如所示，圖中照片比例為１∶４．可知，同一碳化齡期，混凝土未碳化區(qū)隨損傷度的增大而逐漸減小，表明混凝土的碳化程度不斷增大．
2結(jié)果與分析
對(duì)擬合系數(shù)ｃ與損傷度Ｄ的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，其擬合曲線如圖由擬合結(jié)果可知，其相關(guān)系數(shù)Ｒ２為０．９９０，ｃ０為２．５６１，γ為２．２２７，則ＫＤ＝１＋２．２２７Ｄ，將擬合結(jié)果代入式初始抗傱力損傷對(duì)混凝土抗碳化性能的影響對(duì)中不同損傷度混凝土的各齡期碳化深度數(shù)據(jù)進(jìn)行了多種函數(shù)擬合，對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，指數(shù)函數(shù)的擬合度較高，因此選取指數(shù)函數(shù)來(lái)描述抗傱力損傷混凝土碳化深度隨時(shí)間的變化規(guī)律：Ｘ＝ａｔｂ式中：Ｘ為混凝土碳化深度，ｍｍ；ｔ為碳化時(shí)間；ａ，ｂ為擬合系數(shù)．應(yīng)用式對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，所得擬合系數(shù)ａ，ｂ及相關(guān)系數(shù)Ｒ２如表１所示．由表１可見(jiàn)，ｂ的均值趨近于０．５，且波動(dòng)較小，故�。鉃椋埃�，則式變形為：Ｘ＝ｃ槡ｔ式中：ｃ為擬合系數(shù)．應(yīng)用式再次對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，所得擬合系數(shù)ｃ和相關(guān)系數(shù)Ｒ２擬合系數(shù)ｃ隨損傷度的提高而增大．為了定量分析抗傱力損傷對(duì)混凝土抗碳化性能的影響，定義式為抗傱力損傷混凝土碳化深度數(shù)學(xué)表達(dá)式：ＸＤ＝ｃ０ＫＤ槡ｔ式中：ＸＤ為混凝土初始損傷度為Ｄ時(shí)的碳化深度，ｍｍ；ｃ０為基準(zhǔn)混凝土的系數(shù)擬合值；ＫＤ為損傷影響因子．各損傷度下的擬合系數(shù)ｃ與損傷度Ｄ的關(guān)系．可知，不同損傷度下的擬合系數(shù)ｃ和損傷度Ｄ呈線性關(guān)系，故定義損傷影響因子ＫＤ＝１＋γＤ，將其代入式，變形為：式中：γ為擬合系數(shù)．為進(jìn)一步確定ｃ０和γ，應(yīng)用式，即可得到不同損傷度混凝土的快速碳化深度．抗傱力損傷對(duì)混凝土碳化耐久性的影響國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)室內(nèi)快速碳化和自然碳化的關(guān)系進(jìn)行了大量的分析研究．相關(guān)資料表明，對(duì)于同一種混凝土材料，其快速碳化與自然碳化關(guān)系式中：ＸＺ為混凝土自然碳化深度預(yù)測(cè)值，ｍｍ；ＸＫ為混凝土快速碳化深度值，ｍｍ；ＣＺ為自然環(huán)境中ＣＯ２濃度（體積分?jǐn)?shù)），％；ＣＫ為快速碳化試驗(yàn)的ＣＯ２濃度（體積分?jǐn)?shù)），％；ｔＺ為混凝土自然碳化時(shí)間，ａ；ｔＫ為混凝土快速碳化齡期，ｄ；ｂ為碳化方程中指數(shù)常數(shù)相同環(huán)境下抗傱力損傷混凝土損傷度Ｄ和相對(duì)碳化壽命關(guān)系所示．可知，隨著損傷度的增大，相對(duì)壽命不斷減小，當(dāng)混凝土損傷度為０．２７時(shí)，抗傱力損傷混凝土的碳化壽命僅為基準(zhǔn)混凝土．
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