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实际工程中,许多混凝土结构都是处于复杂应力状态下的,如大坝、海洋平台、桥梁等。同时这些结构在使用期间会受到地震、台风、海浪等动态荷载的作用,由于混凝土材料具有率敏感性,使得混凝土结构在动态荷载作用下表现出不同的力学性能。而现有的研究结果表明,学者们对混凝土在多轴应力状态下的静态特性和单轴应力状态下的动态特性分别进行了较多且深入的研究,而多轴应力状态下动态循环荷载作用的混凝土特性研究很少。 为此,本文在国家自然科学基金(51279092)的资助下,利用三峡大学与长春朝阳试验仪器有限公司联合研制的10MN大型多功能静动力三轴仪对不同侧应力作用下的混凝土试件进行了在不同加载速率下的轴向循环加卸载压缩试验,并利用SAEU2S声发射系统同步监测了混凝土破坏过程。本文的具体工作内容及主要结论有以下几个方面。 1)在定侧压(侧应力分别为0fc、0.1fc、0.3fc、0.5fc)作用下,对混凝土试件进行了不同加载速率(应变速率分别为10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s)的循环加卸载压缩试验。对峰值应力、峰值应变、弹性模量等物理力学参数的变化规律进行了统计分析,分别对比分析了侧应力以及应变速率对混凝土物理力学参数的影响。 2)对混凝土在不同侧应力、不同应变速率作用下的循环加卸载曲线、外包络线和共同点曲线进行了特性分析,同时对混凝土的刚度退化规律与累积残余塑性应变变化规律进行了分析,研究了侧应力以及应变速率分别对刚度退化和累积残余塑性应变的影响。 3)构建了混凝土在不同侧应力、不同应变速率作用下的应力、应变时间曲线与同步声发射参数之间的对应关系,在此基础上探索了混凝土在损伤破坏全过程中的能量释放特性,分析了能量释放特性随加载速率变化而变化的规律,利用声发射撞击数所确定的损伤变量分析了混凝土的损伤特性。 4)构建了基于 Weibull统计理论的混凝土材料动态损伤本构模型,并对模型中的材料参数进行了拟合分析。 5)借鉴已有的静态强度理论对试验数据进行了拟合验证,并进一步构建了考虑应变速率的动态强度理论。