再生混凝土在多轴应力下的强度及本构关系研究

Constitutive relation and strength under multiple axial stresses are therotically crucial to the engineering applications and structural analysis of recycled concrete.This proposal selects typical recycled aggregates (RA) with different interfacial characteristics and under the national aggregate classification as the research.The recycled aggregate microstructure and theassociated recycled concrete at load-free state are examined before further loading.We will use a stastic-dynamic true triaxial apparatus under uni-,bi, tri-axial frameworks to test the mechanical parameters of recycled concrete samples with different aggregate classifications,RA-replacement ratios,and stress ratios. These tested parameters include the strength,deformation law,and typcically failing pattern,yield failure criterion,constitutive law.How these parameters and their varying correlation will be tested under repeated loading,different loading rate, and other dynamical localing types.We will fabricate square planar model to test the micro-cracking proprogating process of recycled concrete under uni- and bi-axial loading.We will synthesize the varying law of the cracking growth at quasi-stable,stable,and unstable states and summary the influecnce of these variations on the mechanical properties of recycled concrete.We will render the yield criteria,failing pattern,and deformation law,and constitutive law of recycled concrete with different RA,RA-replacement ratios,and stress ratios.The establishment of this project will lay experimental supports and theretical basis for the application of recycled concrete.

再生混凝土在多轴应力下的强度及本构关系是再生混凝土应用的重要基本理论问题和结构分析基础。项目选择多种具有不同界面特征，符合国家分类标准，具有代表性的再生骨料为研究样本，研究再生骨料特性及再生混凝土初始状态的微观特性。通过大型静动真三轴试验系统从单轴、二轴、三轴三个层面研究不同骨料特性及分类、不同取代率、不同应力比条件下再生混凝土强度、变形规律、典型破坏形态、破坏准则及本构关系。研究重复加载和不同加载速率及动载条件下对上述力学性能的影响及变化规律。通过平面方板模型试验，研究在单向和双向应力加载条件下再生混凝土微观裂缝在受力过程中损伤演化过程，掌握微裂缝相对稳定期、稳定期和不稳定期的变化规律及其对力学性能的影响。通过项目系统研究，建立再生混凝土在多轴应力下不同骨料特性、不同取代率、不同应力比的强度破坏准则、破坏形态、变形特点和本构模型，为再生混凝土的应用提供科学试验依据和理论基础。

再生混凝土是一种新型绿色建筑材料,再生混凝土的应用不仅能减少天然骨料的使用，又能将建筑垃圾有效利用，具有良好的经济和环保效应，再生混凝土应用研究已成为建筑工程领域重要研究方向。再生混凝土在多轴应力下的强度及本构关系是再生混凝土应用的重要基本理论问题和结构分析基础。. 项目通过SEM扫描电镜和电子显微镜研究了再生混凝土的微观结构，针对再生骨料是影响再生混凝土性能的关键因素，提出了界面过渡区体积分数的表达式。根据单轴应力下的抗压、抗拉试验研究，得到了再生混凝土单轴强度、变形、弹性模量及应力-应变曲线等力学性能指标。提出了再生混凝土强度的计算公式和损伤本构模型。根据二轴应力下的试验研究，分析了不同再生骨料取代率及不同加载应力比对破坏形态，强度和变形影响规律。建立了以应力比和再生骨料取代率为参数的主应力空间破坏准则表达式。根据再生混凝土二轴压下的应力-应变关系曲线，提出了二轴压损伤本构模型。根据三轴应力下的试验研究，得到了三轴压下再生混凝土试件的破坏形态。根据混凝土三轴强度提高值及最大主压应力方向的应变值随应力比及再生骨料取代率的变化趋势，得到以应力比和再生骨料取代率为变量的三轴强度和应变计算式。根据再生混凝土试件在三轴压应力下的应力-应变曲线和三轴压强度数据，给出了八面体应力空间的强度表达式，提出了相适应的四参数破坏准则和再生混凝土三轴压本构模型。项目开展了再生混凝土压剪复合受力性能的试验研究，建立了剪应力-剪应变本构模型，提出了再生混凝土的压-剪复合受力强度准则。项目还开展了高温后再生混凝土双轴、三轴受压试验研究，考虑不同温度、不同取代率的影响，得出了不同应力比条件下的双轴、三轴压强度、变形规律以及应力-应变曲线的变化规律，建立相应的破坏准则。. 本项目研究成果为再生混凝土在工程结构中的应用提供了试验基础，为再生混凝土结构设计提供了强度破坏准则和本构分析模型。