方建银混凝土强度数值试验方法研究及CT验证
混凝土强度检测方法与应用
混凝土强度检测方法与应用一、引言混凝土是建筑中常用的一种材料，具有很高的强度和耐久性。
然而，由于混凝土的质量受到许多因素的影响，例如材料的质量、施工过程中的操作技能和环境因素等，因此，必须对混凝土的强度进行检测，以确保其质量符合标准。
本文将介绍混凝土强度检测的方法和应用。
二、混凝土强度检测的方法1.无损检测法无损检测法是一种比较常用的混凝土强度检测方法。
该方法不会对混凝土结构造成破坏，通常被用于检测大型混凝土结构中的缺陷和损伤。
常用的无损检测方法包括超声波检测、电磁波检测和雷达检测等。
超声波检测法是利用超声波在混凝土中的传播速度和衰减程度来确定混凝土的强度。
该方法适用于混凝土结构的厚度较小的情况下，如板材、墙壁和柱子等。
电磁波检测法是通过电磁波在混凝土中的传播速度和衰减程度来确定混凝土的强度。
该方法适用于混凝土结构的厚度较大的情况下，如桥梁和高楼等。
雷达检测法是利用雷达信号在混凝土中的反射和衰减来确定混凝土的强度。
该方法适用于混凝土结构的厚度较大的情况下，如地下管道和桥梁等。
2.破坏检测法破坏检测法是一种通过破坏混凝土结构来获取混凝土强度的方法。
该方法通常用于对小型混凝土结构进行检测，如混凝土试块等。
常用的破坏检测方法包括冲击试验、压缩试验和拉伸试验等。
冲击试验是通过在混凝土试块上施加冲击负荷来确定混凝土的强度。
该方法适用于混凝土试块的强度检测。
压缩试验是通过在混凝土试块上施加压缩负荷来确定混凝土的强度。
该方法适用于混凝土结构的强度检测。
拉伸试验是通过在混凝土试块上施加拉伸负荷来确定混凝土的强度。
该方法适用于混凝土结构的强度检测。
三、混凝土强度检测的应用混凝土强度检测在建筑行业中有着广泛的应用。
以下是几个具体的应用案例：1.建筑结构的质量检测混凝土强度检测可以用于建筑结构的质量检测，以确保建筑结构的强度符合标准。
例如，在高层建筑中，必须对混凝土的强度进行检测，以确保建筑结构的稳定性和安全性。
2.道路和桥梁的检测混凝土强度检测可以用于道路和桥梁的检测，以确保其强度符合标准，以及检测是否存在损伤和缺陷。
国内混凝土强度检测方法
国内混凝土强度检测方法一、前言混凝土强度是衡量混凝土质量的重要指标之一，其检测方法的准确性对工程质量和安全具有重要影响。
本文将介绍国内混凝土强度检测方法的标准，希望对相关从业人员和学习者有所帮助。
二、混凝土强度检测方法的标准1. 混凝土标准强度检测混凝土标准强度检测是通过对混凝土样品进行压缩试验来确定其强度的方法。
该方法适用于混凝土强度等级为C30及以下的常规混凝土。
具体操作步骤如下：（1）取混凝土样品，样品数量应根据规定进行取样。
（2）样品制备，混凝土样品应按照规定的工艺进行制备。
（3）试件养护，样品制备后应进行养护，时间不少于28天。
（4）试件检测，进行压缩试验，记录试件的破坏载荷和破坏形态。
（5）计算强度值，根据试件的破坏载荷和试件尺寸计算出混凝土的标准强度值。
2. 混凝土非标准强度检测混凝土非标准强度检测是通过对混凝土样品进行非标准压缩试验来确定其强度的方法。
该方法适用于混凝土强度等级为C30以上的高强混凝土。
具体操作步骤如下：（1）取混凝土样品，样品数量应根据规定进行取样。
（2）样品制备，混凝土样品应按照规定的工艺进行制备。
（3）试件养护，样品制备后应进行养护，时间不少于28天。
（4）试件检测，进行非标准压缩试验，记录试件的破坏载荷和破坏形态。
（5）计算强度值，根据试件的破坏载荷和试件尺寸计算出混凝土的非标准强度值。
3. 混凝土弹性模量检测混凝土弹性模量检测是通过对混凝土样品进行弹性模量试验来确定其弹性模量的方法。
该方法适用于混凝土强度等级为C30及以上的混凝土。
具体操作步骤如下：（1）取混凝土样品，样品数量应根据规定进行取样。
（2）样品制备，混凝土样品应按照规定的工艺进行制备。
（3）试件养护，样品制备后应进行养护，时间不少于28天。
（4）试件检测，进行弹性模量试验，记录试件的弹性模量值。
（5）计算弹性模量值，根据试件的弹性模量值和试件尺寸计算出混凝土的弹性模量值。
4. 混凝土抗拉强度检测混凝土抗拉强度检测是通过对混凝土样品进行拉伸试验来确定其抗拉强度的方法。
混凝土试块强度检测的精确方法
混凝土试块强度检测的精确方法混凝土试块强度检测的精确方法混凝土试块强度检测是评估混凝土质量的重要方法之一。
试块强度是确定混凝土质量是否符合设计要求的重要指标。
本文将介绍混凝土试块强度检测的精确方法，包括试块制备和试验过程。
一、试块制备1.试块尺寸试块尺寸应符合国家标准《GB/T 50081-2002 混凝土试件制备规范》的要求。
通常情况下，试块尺寸选择为100mm×100mm×100mm 或150mm×150mm×150mm。
2.试块制备混凝土试块的制备应符合国家标准《GB/T 50081-2002 混凝土试件制备规范》的要求。
制备过程中应注意以下几点：（1）混凝土的配合比应符合设计要求，控制好水灰比。
（2）混凝土应充分搅拌，确保各种材料充分混合。
（3）试块应在混凝土浇筑后24小时内拆模。
（4）试块应放置在湿润的环境中，避免过早脱模。
（5）试块应在28天龄期进行强度检测。
二、试验过程1.试块标记试块制备完成后，应在试块上用永久性材料标记编号、标称强度等信息。
2.试块保养试块制备完成后，应在湿润的环境中进行保养。
保养条件应符合国家标准《GB/T 50082-2009 混凝土养护规范》的要求。
通常情况下，试块应在水中养护，养护温度应控制在20℃~30℃之间。
3.试块强度试验试块强度试验应符合国家标准《GB/T 50081-2002 混凝土试件制备规范》和《GB/T 50082-2009 混凝土养护规范》的要求。
试验过程中应注意以下几点：（1）试块应在28天龄期进行强度试验，试块应在试验前充分干燥。
（2）试验应在密闭的试验机中进行，试验机应符合国家标准《GB/T 2611-2007 混凝土强度试验机》的要求。
（3）试验机应进行校准，确保试验结果准确可靠。
（4）试验结果应取三个试块的平均值，结果应四舍五入保留两位小数。
4.试块强度计算试块的强度计算应符合国家标准《GB/T 50081-2002 混凝土试件制备规范》的要求。
鉴定 混凝土强度推定值
鉴定混凝土强度推定值
混凝土的强度推定值可通过试验得出，一般有以下几种方法：
1. 加速实验法：根据混凝土的早期强度和28天龄期强度之间的关系，通过加速试验（如高温养护或高压蒸养）来推定混凝土的强度。
2. 非破坏性试验法：通过对混凝土进行非破坏性试验（如超声波检测、电阻法等）来推定混凝土的强度。
3. 统计回归法：根据大量的混凝土强度试验数据，通过统计回归分析建立强度与一些影响因素（如配料比、材料性质等）之间的关系，推算出混凝土的强度。
4. 特征参数法：通过对混凝土中的某些特征参数（如孔隙率、水灰比、固定性氯离子含量等）的测定，结合经验公式来推定混凝土的强度。
需要注意的是，以上方法只是在没有实际试验结果的情况下对混凝土强度进行推定，推定值的准确性可能存在一定的误差。
因此，在实际工程中，还是需要进行实际试验来获取更准确的混凝土强度值。
混凝土强度检验的常见测试方法与原理
混凝土强度检验的常见测试方法与原理混凝土强度是评估混凝土质量和使用性能的重要指标之一。
为了确保混凝土结构的安全可靠，需要进行强度检验。
本文将介绍混凝土强度检验的常见测试方法与原理。
一、混凝土强度的意义与标准混凝土强度直接关系到工程质量，是决定混凝土结构承载能力的重要参数。
根据国家标准《混凝土强度检验标准》（GB/T 50081-2002），混凝土强度可以通过压力试验来评估。
记录混凝土在规定条件下达到的最大压力，即为其强度。
常见的混凝土强度等级有C15、C20、C30等。
二、混凝土强度检验的常见测试方法1. 压力试验法压力试验法是最常用的混凝土强度检验方法之一。
该方法通过施加压力来测定混凝土的强度。
首先，需要在混凝土样品上施加均匀且逐渐增大的压力，直至样品破坏。
测得的最大压力即为混凝土的抗压强度。
该方法的原理是利用应力和应变的关系来评估混凝土的强度。
2. 超声波试验法超声波试验法是一种无损检测方法，通过测量超声波在混凝土中传播的速度和衰减来评估混凝土的强度。
该方法适用于已经养护好的混凝土结构，具有无损、快速、准确的特点。
其原理是根据混凝土中声波传播的速度与其强度之间的相关性来进行评估。
3. 钻芯取样法钻芯取样法是通过取样混凝土芯片来进行强度检验的方法。
这种方法适用于已经完工的混凝土结构，如桥梁、楼房等。
通过在混凝土结构中取芯后，对芯样进行实验室试验，得到混凝土的抗压强度。
钻芯取样法的原理是利用采样芯片中的混凝土来评估整个混凝土结构的强度。
三、混凝土强度检验的原理1. 混凝土强度与抗压强度的关系混凝土的抗压强度是评估混凝土强度的常用指标。
根据弹性力学的基本原理，混凝土的抗压强度反映了混凝土在受到外力作用时的抵抗能力。
混凝土的抗压强度与混凝土的成分、配合比、致密性等因素有关。
2. 混凝土强度与水胶比的关系水胶比指的是混凝土中水的重量与胶凝材料（水泥和粉煤灰等）重量的比值。
水胶比的大小会影响混凝土强度的发展。
混凝土长期性能指标现场快速无损检测方法的研究的开题报告
混凝土长期性能指标现场快速无损检测方法的研究的开题报告一、研究背景和意义混凝土是建筑工程常用的一种材料，其长期性能对工程结构的安全稳定具有重要影响。
然而，混凝土在使用过程中受到环境、荷载等诸多因素的影响，其性能也会发生变化，如抗压强度、渗透性、耐久性等。
因此，对混凝土长期性能进行监测和评估，对保障工程结构安全具有重要意义。
目前混凝土性能的测试一般采用试块取样实验室检测的方法，但是这种方法存在许多问题，如取样对原结构的破坏、时间周期长、测试结果不够准确等。
因此，开发一种无损、现场快速检测混凝土长期性能的方法，具有广泛的应用前景和重要的科学意义。
二、研究内容本研究将探索一种基于雷达、声波等无损检测技术的混凝土长期性能指标现场快速检测方法。
主要研究内容包括：1. 分析混凝土长期性能指标的评价方法，并确定主要评价指标，如抗压强度、渗透性、耐久性等。
2. 基于雷达、声波等无损检测技术，研究混凝土长期性能指标的检测方法，探索相应的数据分析处理方法，建立混凝土长期性能指标的预测模型。
3. 对比现有混凝土性能测试方法，验证所开发的方法的准确性和可靠性。
三、研究意义1. 提高混凝土长期性能监测的精度和效率，为结构安全评估提供科学依据；2. 减少对工程现场的破坏，节约取样、试验等成本；3. 推动无损检测技术在建筑工程领域的应用和发展。
四、研究方法和技术路线1. 文献调研和基础理论研究，分析混凝土长期性能指标的评价方法和检测技术的现状和发展趋势。
2. 基于现场实际情况，选择合适的无损检测技术，进行实验室模拟和原位检测试验，获取数据资料。
3. 进行数据分析和建模，开发混凝土长期性能指标检测软件，提高检测效率和准确性。
4. 对比现有混凝土性能测试方法，验证所开发的方法的准确性和可靠性。
五、预期成果及创新点1. 开发一种新的现场快速无损检测混凝土长期性能指标的方法，提高混凝土结构监测和评估的效率和精度。
2. 基于无损检测技术，建立混凝土长期性能指标的预测模型，为工程结构的安全评估提供科学依据。
混凝土强度检测方法的探讨
混凝土强度检测方法的探讨摘要混凝土强度是用来对新造混凝土建筑或者已造混凝土建筑或者混凝土构件的力学性能进行检测的重要指标，而对混凝土强度的检测技术同样是工程结构检测项目中过一项重要的内容，混凝土的强度检测分为非破损检测和局部破损检测。
这两种方法中钻芯法、回弹法、超声回弹综合法是目前混凝土强度检测中最为常用的三种。
关键词混凝土强度；检测方法；超声回弹综合法引言混凝土结构检测技术是1930年左右发展起来用来对混凝土强度进行检测的方法。
对以钢筋混凝土为主体结构的建筑物来说，混凝土的强度会对整个建筑物的安全性有直接的关系，与人们的生命财产安全息息相关。
近些年，全世界范围内因为混凝土质量不合格而导致的工程事故经常发生，为了避免此类事件的发生，加强对混凝土的质量监控和检测就势在必行。
1 混凝土强度检测技术研究1.1 钻芯法鉆芯法是指使用钻芯机从被检测的混凝土结构或者混凝土构件上直接钻取圆柱形的混凝土芯样，并根据所钻取芯样的抗压试验强度对混凝土结构和构建的抗压强度进行推算，钻芯法是检测混凝土强度或观察混凝土内部质量的较为直观的检测方法。
在已建成的混凝土结构上钻取混凝土芯样，对芯样进行抗压强度试验是目前对混凝土构件内部状况的检验和对混凝土强度评定的最直观的方法。
混凝土芯样试件在进行抗压强度检测试验后，往往用作化学性能和物理性能分析的样品，例如有如其中的水泥成分，还可以对混凝土的吸水性、密度，以及使用劈裂法间接试验力测定混凝土抗拉强度、混凝土变形特征等[1]。
钻芯法检测混凝土强度为世界许多国家所采用，欧美等国家都制定了与自己国情相符合的标准，国际标准化组织也颁布了国际的标准草案（ISO/DIS7034）。
中国在20世纪80年代也颁布实施了《钻芯样法测定结构混凝土抗压强度技术规程》（YBJ209-86）和《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECSO3：88）。
钻芯修正法是指用芯样混凝土试件换算强度对其他非破损检测方法如超声法、回弹法得到的混凝土换算强度进行修正的行为。
水泥混凝土坍落度、立方体抗压强度试验检测方法
水泥混凝土坍落度、立方体抗压强度试验检测方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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混凝土强度数值试验方法研究及CT验证方建银，党发宁（西安理工大学岩土工程研究所，西安 710048）摘要：基于弹性损伤本构模型，利用均质岩样研究了在不同加载方法、不同试样尺寸条件下试件的受力特性，确定了混凝土数值试验的加载方法及“数字混凝土”强度的计算方法，并从细观层面上分析了混凝土受力破坏机理及裂纹演化规律。
最后用混凝土CT试验验证了此法的合理性。
说明可以用位移控制的应力应变曲线极值点作为“数字混凝土”的强度点；不论是拉还是压荷载作用下，混凝土裂纹均从相对较弱的界面开始萌生，然后微裂纹绕着骨料扩展、贯通，即裂纹追随结构的弱面发展；混凝土试样的强度取决于其破坏面积。
关键词：损伤本构模型；裂纹演化规律；数值试验；CT试验；数字混凝土中图分类号：TU 501 文献标识码：AResearch of numerical method for strength of concrete and CT testingFang Jian yin, Dang Fa ning（Institute of Geotechnical Engineering, Xi’an University of Tech nology, Xi’an 710048,China）Abstract：Using the homogeneous sample of rock , the mechanical characteristics under different loading methods and sample sizes is studied based on elastic damage constitutive model .The loading method of the numerical test and the calculation method of "digital concrete" strength is determined, and the crack evolution law and failure mechanism of concrete are analyzed at the mesoscopic level . Finally the CT test is done to verify the rationality of this method. It can be concluded that the extreme value point of stress strain curve under the displacement controlling can be used as the strength point of concrete ; whether under tensile or compressive load, concrete cracks begin from the relatively weak interface, then extend around the aggregate, it shows that the static crack of concrete develop follows the structure of the weak plane; The strength of the concrete depends on the damaged area of the sample.Key words：Damage constitutive model;Crack evolution; Numerical experiments; CT test; Digital concrete 岩石、混凝土等脆性材料大量应用于土木工程建设，其力学特性受到广泛关注和研究，特别是当前水利大坝建设所需的大体积混凝土，其静、动力学特性更是研究中的重点和难点。
当前利用物理试验对其进行的研究，往往由于试验设备的局限性，达不到理想的预期结果。
“数值试验”具有灵活性高、可重复操作、可模拟物理试验不能进行的试验以及研究成本低等优点，倍受科研人员的青睐。
而如何能够合理地利用数值试验来研究岩石、混凝土等非均匀脆性材料的力学特性是许多研究者亟待解决的难题。
为此，以细观层次为基础的数值模拟方法应运而生。
目前的研究大多仅从二维和三维模型建立【1~3】、裂纹演化规律【4~5】及尺寸效应【6~7】等方面进行了研究，而三维随机骨料模型的建立、加载方式和试样尺寸效应对脆性材料特性、损伤破裂的影响及脆性材料数值强度定义方面研究较少。
本文基于损伤力学原理，利用均质岩样研究了加载方式和试样尺寸对材料特性和裂纹的影响，确定了适合研究脆性材料强度及裂纹演化的数值方法。
将此方法推广到细观混凝土的强度及裂纹演化分析中，从细观层面上研究了混凝土的强度与破裂特性，并利用CT试验验证了本文所确定的数值试验方法的合理性。
1细观损伤演化模型及试验条件收稿日期：基金项目：水利部公益性行业科研专项（No：201201053-03）；陕西省黄土力学与工程重点实验室重点科研计划项目（No：09JS103）作者简介：方建银（1981-），男，宁夏回族自治区灵武市，博士研究生，主要从事岩石、混凝土等脆性材料强度特性数值仿真试验研究。
E-mail:fjylxr@本文选用弹性损伤本构关系来描述混凝土类脆性材料的力学特性。
依据Lemaitre等价应变原理可以将应力应变关系表示为σ=Eε，其中E=E0(1-D)是材料受损后的弹性模量，E0是材料初始弹性模量，D是损伤变量。
对于混凝土类脆性材料，无论是拉破坏还是压破坏，归根到底都是由于材料内部单元所承受的拉应力超出了其抗拉极限强度。
因此本文采用最大拉应变强度准则，即当细观材料单元的最大主拉应变值超出了给定的极限拉应变阈值时单元开始损伤，此时单元仍然具有一定的刚度和承载力，损伤演化模型见式（1）。
a 三维网格、骨料、砂浆及界面模型b 网格、骨料、砂浆及界面模型Y=0截面图图1 混凝土三相材料有限元模型Fig . 1 FEM model of three-phase material of Concrete（1）式中：λ为强度残余系数；ε为抗拉强度对应的主拉应变；rε为抗拉残余应变：rεηε=；η为残余应变系数；uεζε=()>ζη为极限拉应变；ζ为极限应变系数；maxε为加载历史上主拉应变的最大值。
对于损伤演化方程（1）中的参数的取值，根据文献【8】，λ取0.1，η取5，ζ取10。
当单元的最大拉应变达到时认为单元完全破坏，将该单元杀死。
1.1数值模型及约束条件三维混凝土随机骨料模型是从细观层面出发，将混凝土看成是由骨料、砂浆及二者之间的结合面所组成的三相复合材料，在Ansys软件中采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法【9】，利用随机变量得到骨料位置，据此建立起三维“数字混凝土”模型。
然后运用骨料投影网格法，通过“多次划分单元”技术来判别出骨料、砂浆及界面单元。
并分别对各组分材料赋予弹性模量等参数，具体建模请参考文献【10】。
均质岩样及数字混凝土试样均采用120 mm×60mm（高×直径）模型。
其中数字混凝土试样如图1所示。
约束采用试样底面中心点全约束，底面其它节点采用垂向约束，试样顶面节点采用垂向约束。
1.2数值试验参数为了保证数值试验与真实试验的一致性，采用了西北水利水电勘测设计研究院测定的混凝土三相组成材料的力学参数见表1，均质岩样选用骨料参数。
2数值试验的加载方法及试样尺寸选择表1混凝土各组分材料参数【1】T able 1 Material parameters of Concrete components材料弹性模量(GPa) 泊松比抗拉强度(MPa)骨料58.731 0.2407 9.25砂浆17.458 0.1960 2.78界面13.967 0.2000 1.562.1 加载方式的选择力学试验和数值试验均可采用以应力控制的柔性加载和以位移控制的刚性加载方式。
不同加载方式往往得出不同的试验结果，对于数值试验研究更是如此。
由于可以解析计算均值岩石试样单轴拉压时的应力及位移，为此，本文首先针对均值岩石试样进行了3个应力控制和3个位移控制的单轴压缩试验，以研究用数值试验恰当地确定材料强度的方法，试验结果如图2所示。
由两种加载方式下的试验结果可见，应力单调增加法的优点是荷载易于控制，曲线光滑；不足是应力应变曲线单调增加，位移突变点不明显，数值计算中为柔性加载，导致试样顶面各节点位移不相同，与试验室试样顶面位移相同的边界条件不符合。
位移控制加载法的优点是应力应变曲线与试验室应力应变全曲线相似，峰值点明显，数值计算中为刚性加载，试样顶面各节点位移相同，与试验室试样顶面位移相同的边界条件相符合；不足是与力学试验习惯不同。
应力控制加载的数值试验中，应力只能单调递增而不能衰减；而位移控制加载的试验结果中应力的变化更符合实际。
σ/M P aε/10σ/M P aε/10-3a 应力加载b 位移加载 a The stress load b The displacement load图2不同加载方式下的单轴受压试样应力应变曲线 Fig . 2 Stress-strain curve of specimen under uniaxial compression in different loading ways对比试验结果并考虑数值试验与力学试验结果的一致性，以下研究都采用以位移控制的加载方式，并将计算的应力应变曲线的峰值点作为材料的极限强度点。
2.2 试样尺寸的选择脆性材料力学特性的尺寸效应受到人们广泛关注。
为了验证位移控制加载的损伤模型数值试验方法中试件的尺寸效应，利用60 mm×120 mm 、120 mm×240 mm 和180 mm×360 mm 三种尺寸的均质试样，研究了长细比相同而直径不同对试样强度的影响，计算的应力位移曲线和应力应变曲线分别如图3和图4所示。
由图3可以看出，三种试样的应力位移曲线不论位移加载还是应力加载，在弹性阶段和屈服的初期阶段均是完全重合的，只有屈服的后期段由于加载方式不同而导致残余段曲线不重合，原因是应力控制加载的数值试验中，应力只能单调递增而不能衰减。
由图4可看出，数值试验中在相同的长细比下，不论是应力控制加载还是位移控制加载，三种试样的应力应变曲线都几乎重合，即不论采用哪种试样其弹性模量不会发生变化，同样屈服强度也都不会因为试样的大小而不同。
即对于均质岩样，长细比一定的情况下数值试验中不考虑其尺寸效应的影响。
这与文献【7】基于最弱链模型和缺陷的Poisson 分布假设建立的准脆性材料统计模型所得的结论是一致的。