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随着全球气候变暖,环境污染越来越严重,洪涝灾害也越来越多。近些年,由于大暴雨使得城市中的部分建筑浸泡在水中,特别在山村,因山洪爆发淹没村庄,使得混凝土结构的房屋等设施浸泡在水中,此外,在实际工程当中,也存在含水环境或干湿环境交替下使用的结构,如码头、桥墩、防洪堤、钻井平台、海洋平台、检修台、水中建筑结构等,导致其强度发生变化,出现安全事故。 在工程应用上,混凝土在制作及养护过程中存在微裂纹、微孔洞,即初始损伤,其从变形开始至破坏是个逐渐劣化的过程,微裂纹的扩展和聚合使宏观裂纹得以形成与发展,而损伤力学正好是可以研究混凝土内部微观缺陷产生与发展所引起的宏观力学效应的一门学科。本文试图开展水在混凝土与水泥砂浆中渗入、溢出的规律,并研究荷载作用下水分在水泥砂浆中运移情况及研究干湿环境下水分对混凝土损伤性能的影响。 论文在调阅国内外相关文献的基础上,制定相关试验方案,研究了干湿环境下水分对混凝土性能的影响。首先研究不同碎石粒径的混凝土及水泥砂浆试块在水中浸泡后的含水率及在自然状态下的失水率的变化;再研究同等级的水泥砂浆试块在不同加载方式及加载大小的条件下,其含水率及失水率的变化规律,再在试块质量达到稳定状态下,测其抗压强度的变化;最后研究粒径为4.95~9.5 mm的碎石混凝土加载面不同分析其有效弹性模量随着加载次数变化的规律,分析干湿环境下水分对混凝土损伤性能的影响。 通过试验研究及理论分析表明:水泥砂浆的含水率、失水率最为明显,碎石粒径26.5~31.5 mm的混凝土试块含水率最大,而碎石粒径为4.95~9.5 mm的混凝土试块失水率最大。饱和状态的水泥砂浆抗压强度小于干燥状态的水泥砂浆抗压强度,不同状态下水泥砂浆承受不同荷载大小、不同加载方式的含水率、失水率随时间的关系曲线呈上升趋势,受双向荷载作用的干燥水泥砂浆的含水率与注水时间有关,注水时间早的水泥砂浆含水率大。加载后随时间积累试块质量达到稳定后进行抗压强度试验,最后处于干燥状态的试块抗压强度最大。干湿环境下的混凝土有效弹性模量随着加载次数的增加而逐渐减小。饱和混凝土的有效弹性模量小于干燥混凝土的有效弹性模量,但其损伤比干燥混凝土的大,并且干湿循环的混凝土受到的损伤最大。通过对试验数据进行线性及非线性拟合对比分析,最后得出线性函数更适合描述各组混凝土的损伤应变关系。