压剪复合加载下环氧树脂基混凝土的破坏行为研究

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目前的钢桥面沥青铺装材料在服役年限内过早破坏一直是备受关注的问题。环氧树脂基混凝土是一种新型的聚合物混凝土,具有良好的附着力和优越的力学性能,有望能解决这个一直悬而未决的难题。混凝土在工程实际应用中往往处于多轴应力状态,且各个方向的应变率亦各不相同。然而,由于真三轴动态实验实施困难,目前仍缺乏针对混凝土多轴动态力学性能的研究。即便是最常见的压剪特性研究,由于需要同时考虑压剪复合加载和应变率效应,亦仍然存在许多亟待完善的地方。因此,为了丰富环氧树脂基混凝土在动态压剪性能方面的研究,本文针对环氧树脂基混凝土在压剪复合加载下的力学响应和破坏行为进行了深入的研究。首先,搭建了准静态和动态压剪复合加载装置,实现了环氧树脂基混凝土在不同应变率、不同压剪比下的压剪复合加载,并建立了有限元模型,验证了实验装置和原理的合理性;其次,完成了考虑不同应变率和压剪比的动静态压剪试验,研究了环氧树脂基混凝土在不同应变率和不同压剪比下的力学响应和破坏模式,分析了应变率和压剪比对环氧树脂基混凝土破坏机理的影响;最后,基于Drucker Prager强度准则和统一强度理论,提出了环氧树脂基混凝土在压剪复合加载下的破坏准则,预测结果与实验数据吻合较好,且具有明确物理意义。本文的工作针对环氧树脂基混凝土开展同时考虑应变率和压剪复合加载的力学性能研究,涉及的实验测试技术和分析方法为混凝土类材料在多轴加载下的破坏行为研究提供了借鉴,同时对环氧树脂基混凝土这种先进工程材料的性能评估及其推广应用具有重要的指导意义。
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