作为城市和工业的骨胳,混凝土材料“性能”与你息息相关

商业 来源: 2020/3/24 16:16:18 阅读:53

  混凝土因其良好的抗水性、可塑性以及经济性等成为最重要的建筑结构材料之一。自2003年以来,我国每两年的混凝土浇筑量,已经超过了美国在整个20世纪的浇筑量。

  混凝土结构,可以说是城市和工业的骨胳,它对人类生活产生了深刻的影响,城市中的各类建筑物、构筑物都是以混凝土作为重要建材。以下这些大型的基础设施项目,相信大家都不会陌生。

  全球最大空港,世界上最大的机场之一,北京大兴国际机场由160万立方米的混凝土和5.2万吨钢材建成,占地47平方公里,相当于美国曼哈顿五分之四的面积。

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  世界上最长的跨海大桥——港珠澳大桥,全长55公里,该项目花了108万立方米的混凝土,历时9年时间,构建了蜿蜒的大型结构,包括桥梁、人工岛和隧道。

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  拉伸和压缩试验,是建筑材料力学性能试验中最普遍的实验,它可以很好地评定材料的基本力学性能。建筑材料的拉伸和压缩强度,取决于材料的工作条件,而工作条件又取决于材料本身的结构性能。

  混凝土质量,对建筑结构质量起着至关重要的作用。混凝土属于无机非金属材料,具有较大的脆性,其抗拉强度与抗压强度相比很低,因此主要用于抗压的作用。进行混凝土材料压缩和拉伸实验,可以为构件的选材、强度和刚度的计算提供重要的数据依据。

  混凝土压缩拉伸实验

  某大学实验中心为了更好地分析混凝土试样在力学实验机作用下的受力变形情况,拟采用新拓三维自主研发的XTDIC三维光学应变变形分析系统,获取试样在整个受力过程中的全场应变情况,以便于对混凝土试样力学性能进行分析。

  实验分为两个部分,一部分是混凝土试样拉伸,另一部分是试样压缩。其中,拉伸实验共测量2个试件,其中1件为试样正面观测,另1件为侧面观测;压缩实验共测量1个试件。

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  (一)正面观测拉伸实验

  根据所采集的图像,在XTDIC系统分析软件中完成所有图片的分析计算,最终得到拉伸过程的位移场和应变场云图。

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  第一条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示,具体可参见右侧变化量数据一栏。

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  第二条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示,第二条裂缝在最后未发生断裂,裂缝宽度会出

  现一个小的回弹,具体可参见右侧变化量数据一栏。

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  第三条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示,最终与第一条裂缝联合发展直至断裂,具体可

  参见右侧变化量数据一栏。

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  (二)侧面观测拉伸实验

  根据所采集的图像,在XTDIC系统分析软件中完成所有图片的分析计算,最终的得到拉伸过程的位移场和应变场。

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  第一条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示,最终直至断裂,具体可参见右侧变化量数据一栏。

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  第二条出现及裂缝宽度发展分析如下图所示,第二条裂缝在最后未发生断裂,裂缝宽度会出

  现一个小的回弹,具体可参见右侧变化量数据一栏。

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  (三)压缩实验

  根据所采集的图像,在XTDIC系统分析软件中完成所有图片的分析计算,最终得到压缩过程的位移场和应变场,如下图所示。

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  混凝土材料内部各质点间的相互联系是由吸引力和排斥力决定的,材料特性的吸引力和排斥力都是质点间距离的函数,质点间距离的变化,反映了互相作用力的大小。对于混凝土类脆性材料性能了解的程度,直接关系到土木建筑物的造价和安全性。

  某大学实验中心开展混凝土压缩和拉伸试验,并采用新拓三维的XTDIC系统进行图片采集和分析计算,获取拉伸和压缩过程的位移场和应变场,计算出混凝土样件的抗拉、压强度、变形模量对强度的影响,有利于对混凝土脆性材料在复杂应力条件下的强度特性进行深入研究。



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