略說混凝土受力實驗的分析方法論文
1實驗
用細砂紙稍稍打磨棱柱體試件的所有棱角，以防止試件加載時產(chǎn)生抗傱力集中現(xiàn)象，打磨完畢，�。硥K作為基準組試件，記作Ｄ０；另�。硥K試件測軸心抗壓強度（用于計算其他試件加載時的荷載控制指標），其值為３３．７ＭＰａ（未修正尺寸效應系數(shù)）．預制損傷的試件在加載前，采用非金屬超聲波檢測儀對測法測定混凝土初始波速，測量距離為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．加載過程中，對試件連續(xù)、均勻加載，荷載控制水平為其軸心抗壓強度的３０％～６０％，通過多個加載過程（先將試件進行１次縱向加載后卸載，再對試件進行１次橫向加載后卸載，記為１個加載過程．其中，縱向加載時承壓面為１００ｍｍ×１００ｍｍ的試件側(cè)面，橫向加載時承壓面為１００ｍｍ×４００ｍｍ的試件側(cè)面）對試件進行預制損傷．每隔３～５個加載過程，卸載后靜停１ｈ，再次應用超聲檢測儀測試抗傱力損傷混凝土試件的波速，并根據(jù)式計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超聲波波速，ｋｍ／ｓ．通過控制加載抗傱力水平和加載過程數(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，再次測試試件的超聲波波速并計算損傷度，并以此作為該試件的最終損傷度．預制損傷完畢后，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，損傷度的容許誤差為±０．０１，每組試件不少于３塊．１．４碳化方法試驗依照ＧＢ／Ｔ５００８２—２００９《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》中快速碳化試驗方法進行．將試件置于ＣＯ２濃度為（２０±３）％（體積分數(shù)），相對濕度為（７０±５）％，（２０±２）℃的'碳化箱內(nèi)．達到預定齡期（３，７，１４，２８ｄ）后取出試件，在預定位置劈裂后，用濃度１％（質(zhì)量分數(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�。刺幧疃戎担⒁云淦骄底鳛樵摶炷猎嚰奶蓟疃龋瑴y完將試件放回碳化箱內(nèi)繼續(xù)碳化，直到下一個測試齡期．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
對擬合系數(shù)ｃ與損傷度Ｄ的試驗數(shù)據(jù)進行擬合，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混凝土抗碳化性能的影響對中不同損傷度混凝土的各齡期碳化深度數(shù)據(jù)進行了多種函數(shù)擬合，對比分析發(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)來描述抗傱力損傷混凝土碳化深度隨時間的變化規(guī)律：Ｘ＝ａｔｂ式中：Ｘ為混凝土碳化深度，ｍｍ；ｔ為碳化時間；ａ，ｂ為擬合系數(shù)．應用式對試驗數(shù)據(jù)進行擬合，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，ｂ的均值趨近于０．５，且波動較小，故�。鉃椋埃担瑒t式變形為：Ｘ＝ｃ槡ｔ式中：ｃ為擬合系數(shù)．應用式再次對試驗數(shù)據(jù)進行擬合，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)學表達式：ＸＤ＝ｃ０ＫＤ槡ｔ式中：ＸＤ為混凝土初始損傷度為Ｄ時的碳化深度，ｍｍ；ｃ０為基準混凝土的系數(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)．為進一步確定ｃ０和γ，應用式，即可得到不同損傷度混凝土的快速碳化深度．抗傱力損傷對混凝土碳化耐久性的影響國內(nèi)外學者對室內(nèi)快速碳化和自然碳化的關(guān)系進行了大量的分析研究．相關(guān)資料表明，對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測值，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（體積分數(shù)），％；ＣＫ為快速碳化試驗的ＣＯ２濃度（體積分數(shù)），％；ｔＺ為混凝土自然碳化時間，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和相對碳化壽命關(guān)系所示．可知，隨著損傷度的增大，相對壽命不斷減小，當混凝土損傷度為０．２７時，抗傱力損傷混凝土的碳化壽命僅為基準混凝土．
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