荷载和碳化环境下混凝土高温力学性能研究

目录前言第1章 绪论 11.1 研究背景及意义 11.2 混凝土高温力学性能研究现状 21.2.1 混凝土高温抗压性能研究现状 21.2.2 混凝土高温抗拉性能研究现状 31.2.3 混凝土高温抗弯性能研究现状 41.2.4 混凝土高温断裂性能研究现状 51.2.5 混凝土与钢筋高温黏结性能研究现状 61.3 高温条件下混凝土微观结构研究现状 71.3.1 高温条件下混凝土微观形貌及物理化学变化 71.3.2 高温条件下混凝土孔结构研究现状 81.4 持续荷载、碳化作用下混凝土高温力学性能研究现状 111.4.1 荷载作用下混凝土高温力学性能 111.4.2 碳化作用下混凝土高温力学性能 131.5 DIC方法及应用 141.5.1 DIC的基本原理及优势 141.5.2 DIC方法的应用 15参考文献 16第2章 高温后混凝土抗压性能和抗拉性能 262.1 试验概况 262.1.1 试验原材料 262.1.2 试件制备 272.1.3 试验方法 272.2 高温后混凝土轴心抗压强度试验和轴向拉伸试验研究 322.2.1 混凝土表观形貌 322.2.2 轴心压缩应力-应变*线和轴向拉伸应力-应变*线 332.2.3 轴心抗压强度和轴向抗拉强度 352.2.4 抗压弹性模量和抗拉弹性模量 362.2.5 轴心抗压峰值应变和轴向抗拉峰值应变 372.3 基于DIC方法的高温后混凝土轴心压缩和轴向拉伸变形分析 382.3.1 轴心压缩变形 382.3.2 轴向拉伸变形 40参考文献 43第3章 高温后混凝土抗弯性能 453.1 试验概况 453.1.1 试验材料 453.1.2 试验方法 453.2 高温后混凝土抗弯力学性能 463.2.1 试件质量损失 463.2.2 抗折强度 473.2.3 弯*损伤破坏过程裂缝扩展特性 473.3 基于DIC方法的高温后混凝土弯*损伤破坏性能分析 493.3.1 弯*损伤破坏过程 493.3.2 水平应变场统计分析 523.3.3 弯*损伤破坏过程应变双因子表征 53参考文献 59第4章 高温后混凝土断裂性能 604.1 试验概况 604.1.1 试验材料 604.1.2 试件制备 604.1.3 试验方法 614.2 高温后混凝土断裂韧度分析 634.2.1 基于DIC方法的三点弯*切口梁断裂试验断裂过程分析 634.2.2 裂缝口张开位移的确定 654.2.3 起裂荷载Pini的确定 654.2.4 失稳时等效裂缝长度ac的确定 674.2.5 基于双K模型的混凝土断裂韧度确定 694.2.6 温度对起裂断裂韧度Kini的影响 704.2.7 温度对失稳断裂韧度Kun的影响 714.2.8 两种试验方法的比较 724.3 高温后混凝土断裂能分析 734.3.1 荷载-挠度*线的确定 734.3.2 断裂能的确定 744.3.3 延性指数的确定 774.3.4 温度对断裂能的影响 774.3.5 温度对延性指数的影响 784.3.6 两种试验方法的对比 794.4 高温后混凝土等效弯*韧性分析 804.4.1 等效断裂韧度 804.4.2 温度对混凝土弯*韧性的影响 82参考文献 83第5章 高温后混凝土与钢筋黏结性能 845.1 试验概况 845.1.1 试验材料 845.1.2 试件制备 845.1.3 试验方法 855.2 高温后光圆钢筋与混凝土的黏结性能研究 865.2.1 黏结-滑移*线 875.2.2 高温后极限黏结应力 905.3 高温后带肋钢筋与混凝土的黏结性能研究 915.3.1 试件破坏形式 915.3.2 黏结-滑移*线 925.3.3 高温后极限黏结应力 965.3.4 黏结-滑移本构关系 975.4 高温后带肋钢筋黏结破坏过程的能量分析 985.4.1 黏结破坏过程的能量守恒及能量耗散特征 985.4.2 弹性变形能与耗散能的计算 985.4.3 基于本构破坏能的黏结性能影响分析 995.4.4 讨论 100参考文献 103第6章 碳化高温后混凝土力学性能 1056.1 试验概况 1056.1.1 试验材料 1056.1.2 试件制备 1056.1.3 试验方法 1056.2 混凝土碳化深度 1066.3 碳化高温后混凝土质量损失率 1086.4 碳化高温后抗压性能 1096.4.1 抗压强度分析 1096.4.2 基于质量损失率的抗压强度经验计算式 1106.5 碳化高温后抗弯性能 1116.5.1 抗折强度分析 1116.5.2 基于质量损失率的抗折强度经验计算式 1126.5.3 弯*损伤破坏过程的主裂缝扩展研究 113参考文献 115第7章 碳化高温后混凝土微观性能 1177.1 微观结构分析试验 1177.1.1 XRD物相分析 1177.1.2 TG-DSC综合热分析 1177.1.3 压汞法测试孔结构试验 1187.2 碳化高温后混凝土XRD物相分析试验结果 1197.3 碳化高温后混凝土TG-DSC综合热分析试验结果 1207.3.1 TG分析 1207.3.2 DTG分析 1217.3.3 TG定量分析 1227.3.4 DSC分析 1247.4 碳化高温后混凝土孔结构特征参数 1257.4.1 累积汞侵入*线 1257.4.2 阈值孔径、临界孔径、孔隙率分析 1267.4.3 *可几孔径 1277.4.4 孔径分布特征 1297.5 碳化高温后混凝土孔结构特征与抗压强度的灰熵分析 1317.6 碳化高温后混凝土孔结构分形特征研究 1337.6.1 Menger海绵分形模型 1347.6.2 基于热力学关系的分形模型 135参考文献 138第8章 高温持荷下混凝土抗压性能和损伤演化规律 1398.1 试验概况 1398.1.1 原材料和试件尺寸 1398.1.2 高温持荷抗压试验 1408.1.3 DIC方法 1418.2 高温和持续荷载作用下混凝土抗压变形特性分析 1428.2.1 持荷加热阶段混凝土抗压变形演化特性 1428.2.2 加载破坏阶段混凝土抗压变形演化特征 1468.3 高温和持续荷载作用下混凝土瞬态蠕变应变 1488.4 高温和持续荷载作用下混凝土压缩应力-应变*线 1508.4.1 无持续荷载作用时温度对压缩应力-应变*线的影响 1508.4.2 高温和持续荷载共同作用对压缩应力-应变*线的影响 1518.5 高温和持续荷载作用下混凝土损伤本构模型 1538.5.1 模型的建立 1538.5.2 模型参数的确定 1558.5.3 模型的验证 1568.5.4 温度和持续荷载水平对损伤度Dm*线的影响 157参考文献 158第9章 高温持荷下混凝土弯*变形演化和失效分析 1599.1 试验概况 1599.1.1 原材料和试件尺寸 1599.1.2 高温持荷抗折强度试验 1599.2 高温和持续荷载作用下混凝土弯*变形特征分析 1619.2.1 持荷加热阶段混凝土弯*变形演化特征 1619.2.2 加载破坏阶段混凝土弯*变形演化特征 1649.3 高温和持续荷载作用下混凝土弯*变形 1669.3.1 不同温度下无持续荷载作用的混凝土荷载-挠度*线 1669.3.2 高温和持续荷载作用下混凝土弯*蠕变挠度-时间和荷载-挠度*线 1689.3.3 高温和持续荷载作用下混凝土剩余抗折强度和峰值荷载处的总挠度 1709.4 高温和持续荷载作用下混凝土试件底部应变集中区张开位移 1719.5 高温和持续荷载作用下混凝土弯*失效准则的建立 172参考文献 174第10章 荷载与碳化作用下混凝土高温抗压性能 17510.1 试验概况 17510.1.1 持荷碳化试验 17510.1.2 持荷高温试验 17710.2 碳化混凝土高温下抗压性能 17710.2.1 碳化混凝土在高温压缩过程中的水平应变分布云图分析 17710.2.2 碳化混凝土自由热膨胀 18010.2.3 碳化混凝土高温下压缩应力-应变*线 18310.2.4 碳化混凝土高温下轴心抗压强度、峰值应变和弹性模量 18510.3 荷载和碳化共同作用下混凝土高温抗压性能 18710.3.1 混凝土在高温持荷阶段的瞬态蠕变应变 18810.3.2 荷载和碳化共同作用下混凝土高温轴心抗压强度和峰值应变 19310.4 荷载和碳化共同作用下混凝土高温损伤模型研究 19510.4.1 碳化混凝土高温损伤模型 19510.4.2 荷载和碳化共同作用下混凝土高温损伤模型 200参考文献 203