论文部分内容阅读
近年来,基础、桥梁、隧道衬砌以及其他中等尺寸土木建筑结构混凝土的开裂现象日益加剧,严重影响了结构的耐久性。针对混凝土早期由于收缩变形引起约束拉应力的研究,对准确评价混凝土的开裂趋势有着重要的意义。本文采用单轴约束试验方法,研究了混凝土早期约束条件下约束应力与松弛的发展规律,并建立早期约束应力的预测模型。论文工作及成果主要包括以下几个方面:1、研究了混凝土在全约束条件下,由温度收缩和自生收缩变形引起的约束应力的发展及混凝土早期粘弹性对约束应力的松弛作用。混凝土早期的约束应力,综合体现了混凝土早期变形和力学性质及约束条件的影响,也反映了混凝土粘弹性行为对混凝土开裂敏感性的改善作用,可作为评价混凝土早期开裂敏感性的重要指标。2、通过约束应力的研究发现,在中等尺寸结构物混凝土中,温度应力是引起开裂的最重要因素。高浇筑温度、高温升导致混凝土强度和弹性模量发展加快,整体温度应力增大,而高内外温差导致混凝土由于内约束产生的温度应力增大。同时,混凝土自生收缩引起的约束应力随着水胶比的减小而增大,使得混凝土更容易出现开裂。3、利用文献中混凝土早期徐变试验数据,建立了早期徐变的流变模型来模拟早期的应力松弛作用,建立了早期徐变松弛系数随混凝土粘弹性指标的关系。结合混凝土早期的力学和变形性能研究,进一步建立了早期约束应力的预测模型。经过验证,该模型的预测结果符合工程要求的精度,可用于混凝土早期约束应力的预测和开裂风险评估。4、研究了大掺量粉煤灰混凝土早期约束应力发展规律及早期粘弹性行为。结果表明粉煤灰的使用一方面降低温升,减小温度应力,另一方面早期较强的松弛作用也能有效减小混凝土早期约束应力,但是混凝土内始终存在着拉应力。通过复掺膨胀剂,可以有效地消除混凝土的约束拉应力,并在混凝土形成预压应力,明显改善其早期抗裂性能。