BFRP约束煤矸石混凝土徐变及轴压性能研究

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煤矸石作为我国年排放量和累计存量最大的工业废弃物之一,不仅给矿区带来了巨大的经济损失,也给人们的正常生活造成很大威胁,因此开展其综合利用具有重要的意义。将煤矸石混凝土与FRP材料相结合形成组合构件不仅能提高延性,还能有效改善煤矸石混凝土强度低等问题,将其应用到矿区基础建设中,也能很好的实现就地取材。基于以上背景,本文针对BFRP约束煤矸石混凝土开展了其轴压力学性能、徐变性能以及徐变后轴压力学性能的研究,为其在工程实际中的应用提供参考。主要研究和得到的结论如下:首先对24个BFRP约束煤矸石混凝土试件进行了轴压试验,考虑的影响因素为煤矸石混凝土强度和BFRP层数。研究表明:在外围BFRP约束的作用下,其强度和延性都得到了一定的提升;约束试件的应力-应变关系曲线因BFRP约束强度的不同表现出强约束和弱约束两种形式,强约束表现为第二段曲线直线上升或短暂下降后继续呈直线上升,弱约束则表现为第二段曲线下降并趋于平缓;试件外围BFRP约束强度越大,其内部核心混凝土的膨胀行为就越能被抑制住;目前对圆柱体构件强弱约束的判别模型可能不太适用于BFRP约束煤矸石混凝土试件;基于现有强弱约束类型的应力-应变关系模型,修正得到BFRP约束煤矸石混凝土试件强弱约束类型的应力-应变关系模型。其次对24个BFRP约束煤矸石混凝土试件进行了徐变试验,考虑的影响因素为煤矸石混凝土强度、应力比和BFRP层数。试验研究得到:各组试件的徐变均早期发展较快,后期逐渐变慢趋于平缓,并且约束试件的徐变系数比素混凝土试件的要小;各影响因素中煤矸石混凝土强度对徐变特性的影响最大;将试验结果与现有徐变理论相结合修正得到了本文煤矸石混凝土的徐变预测模型,并结合轴压试验得到的应力-应变关系模型提出了BFRP约束煤矸石混凝土试件长期变形的计算方法,为工程实际提供参考,随后利用该方法进行了其他一些因素的参数分析。最后对32个BFRP约束煤矸石混凝土试件进行了徐变后的轴压试验,考虑的影响因素为煤矸石混凝土强度、应力比和BFRP层数。研究得到:素混凝土试件经历长期荷载作用后,其极限承载力和极限变形均有不同程度的降低,而BFRP约束的试件其极限变形有不同程度的降低,但是其极限承载力几乎不受影响。随后引入强度和延性的影响系数定量分析长期荷载对其影响程度的大小,并基于试验结果拟合得到了两者考虑了不同影响因素的计算表达式。论文共有图64幅,表21个,参考文献97篇。
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