碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构关系

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预应力碳纤维板与混凝土界面黏结滑移本构关系研究的应力-应变曲线拟合方法

预应力碳纤维板与混凝土界面黏结滑移本构关系研究的应力-应变曲线拟合方法一、研究背景预应力碳纤维板在构筑物加固和新建工程中得到了广泛应用。

然而，预应力碳纤维板与混凝土界面黏结滑移本构关系的研究仍然是一个重要的课题。

在工程实践中，预应力碳纤维板与混凝土界面的黏结滑移本构关系是评估加固效果和设计加固方案的关键因素。

因此，研究预应力碳纤维板与混凝土界面的黏结滑移本构关系具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容1. 实验设计本研究采用了拉拔试验来研究预应力碳纤维板与混凝土界面的黏结滑移本构关系。

实验中，选取三组预应力碳纤维板与混凝土试件进行拉拔试验，并记录了试件的应变和应力数据，以获得预应力碳纤维板与混凝土界面的黏结滑移本构关系。

2. 数据处理通过实验获得的应变和应力数据，可以得到预应力碳纤维板与混凝土界面的荷载-位移曲线。

在此基础上，通过荷载-位移曲线的斜率求出预应力碳纤维板与混凝土界面的刚度。

进一步，通过刚度的计算，可以得到预应力碳纤维板与混凝土界面的黏结滑移本构关系。

3. 应力-应变曲线拟合方法在实验中，预应力碳纤维板与混凝土界面的应力-应变曲线是非线性的，需要采用拟合方法来确定其本构关系。

本文采用一种基于高斯函数的拟合方法，具体步骤如下：（1）采用高斯函数对应力-应变曲线进行拟合，得到高斯函数的系数；（2）利用高斯函数的系数，得到预应力碳纤维板与混凝土界面的应力-应变曲线；（3）通过应力-应变曲线的斜率，计算出预应力碳纤维板与混凝土界面的刚度；（4）利用刚度的计算结果，得到预应力碳纤维板与混凝土界面的黏结滑移本构关系。

三、结果分析通过实验和数据处理，本研究得到了预应力碳纤维板与混凝土界面的黏结滑移本构关系。

通过与已有研究结果的比较，发现本研究得到的黏结滑移本构关系与现有的研究结果相近，验证了本研究所采用的高斯函数拟合方法的准确性和可靠性。

四、结论本研究采用拉拔试验和高斯函数拟合方法，研究了预应力碳纤维板与混凝土界面的黏结滑移本构关系。

单轴压力下60160MPa强混凝土的应力—应变关系(1)

——查堡查‘兰！！！墨圭叁苎竺圭苎盯：Ｃｒｏ［Ｚ（Ｅ）一（三）２】岛晶对Ｆ降段则各自处理为直线，具体确定方法参见文献［２】的性质，奉文主要考虑臼吁段的应力应变关系．￡＜￡ｎ（１）基于下降段的这一特点和其复杂图ｌ１１９ＭＰａ混凝｝弹轴受Ｈ｛卜应力应变关系图２混凝土棱柱体上应变片布置图基于高强混凝土应力应变曲线上升段趋于线性性质，公式（１）显然已经不适用于高强混凝十．为了统一各强度等级混凝土的应力应变上升段的本构关系，本文考虑引入系数ｋ来列公式（１）进行修正，修正后应力应变关系如下：Ｐｆ．仃＝盯ｏ【（２一七）（—：一）一（１一七）（—：一）２】￡＜岛（２）岛￡ｏ修正系数ｋ为与混凝土强度有关的函数，ｋＥ［０，１】，当ｋ＝０时，公式（２）与公式（１）。

一致，当ｋ＝ｌ时，公式（２）则完全转化为直线形式．南此，本文配制了２１组不同强度等级的混凝土，并研究了各组混凝土的应力应变关系，以期通过试验回归出ｋ的表达式．２试验原材料及方法试验中采用的石灰石碎石，最大粒径２０ｒａｍ：砂子为中砂，细度模数２．４；水泥为４２５和５２．５普硅水泥以及５２．５硅酸盐水泥；活性矿物掺料采用了硅灰、水淬矿渣、粉煤灰．高效减水剂则采用萘磺酸盐甲醛聚合物及密胺树脂类高效减水剂．其中有两组混凝土（Ｗ１１和ｗ１２）分别掺有０．１％和０．２％体积掺量的杜拉纤维．对于每一个配比，用于各种力学试验的所有试件，均在３７５升的立轴盘式强制搅拌机中一次拌成，这样可以减少因分次拌和所带来的误差．试件经振动成型并标准养护至试验时取出．根据混凝土的强度等级，混凝土的水胶比变化于０．５～０．１６之间，胶结材用量变化于４２０ｋｇ／ｍｊ一７００ｋｇ／ｍ３之间，混和料的坍落度达７２ｍｍ～２６０ｍｍ．为了准确测得超高强混凝土的应力应变曲线以及其它重要的物理力学参数，采用了混凝土应变片方法来测量试件的纵向应变和横向应变，应变片的纵向和横向标距分别为１００ｍｍ和８０ｒａｍ，其中纵向应变片２对，可兼起调节试件对中作用，横向应变片ｌＸｊ，布置如图２．试件端部在测试前磨平．测试工作在重庆大学Ｂ区岩土试验室的２００吨压力机上进行，—————————————塑壹些坚圭竺签坚苎塑警孽率为ｏ：５ＭＰａ／ｓ～０．８ＭＰａ／ｓ．由于强度极高的混凝土在破坏时会突然爆裂，传统的试件！方整置压力传感器来记录轴向压力的方法行不通（－－方面传感器极易损坏，勇一方面禧感母孽数极易漂移，每个试件测试的读数可能不准）．为了能同时记录轴向压力，我们在压力机摆锤根部转动瓦片上增设一个位移传感器来记录全过程的轴向压力，试验装置示于图３・传感器的校正曲线及方程示于图４，图４所示曲线为四次校正结果的回归曲线．图３记录轴向压力的位移传感器布置图图４记录轴向Ｉ土ｉ力的位移传感器的标定曲线３试验结果及分析抗儿；强度试件尺寸为ｌＯＯｍｍ×ｌＯＯｍｍ×１００ｍｍ，每组３个试件取平均值：用于测量应力应变曲线的试件尺寸为１００ｍｍ×１００ｍｍ×３００ｍｍ，每组３个试件，所得轴压强度和峰值应变为３次试验的平均值．结果示于表１．３１轴压强度轴Ｊ翻＊度试验结果列于表ｌ，它与抗压强度的关系如图５．从表ｌ数据和图５可以看出，随着抗尿强度的提高，轴压强度亦相应提高．对Ｃ。

混凝土本构关系总结

作业1：总结典型的混凝土本构模型类型，并就每种类型给出有代表性的几个模型按照力学理论基础的不同，已有的本构模型大致分为以下几种类型：以弹性理论为基础的线弹性和非线性弹性本构模型；以经典塑性理论为基础的弹全塑性和弹塑性硬化本构模型；用内时理论描述的混凝土本构模型等。

1、混凝土单轴受力应力—应变关系1.1 混凝土单向受压应力—应变关系 1、 saenz 等人的表达式saenz 等人（1964年）所提出的应力—应变关系为0230000=1(2)(21)()()S E E E εσεεεαααεεε++---+1Eu u1E 图1 混凝土单轴受压应力--应变关系2、 Hognestad 的表达式Hognestad 建议的模型，其应力—应变曲线的上升段为二次抛物线，下降段为斜直线，如图2所示，表达式为2000=[2()]εεσσεε- 0εε≤ 000=[1-0.15()]cu εεσσεε-- 0cu εεε≤≤uu图2 Hognestand 建议的应力--应变关系3、 GB50010—2002建议公式我国《混凝土结构设计规范》所推荐的混凝土轴心受压应力—应变关系为01εε≤（上升段）3000[(32)(2)()]aa a εεσααασεε=+-+- 01εε>（下降段） 00200/(-+c εεσσεεαεε=1）式中，a α表示应力—应变曲线的上升段参数；c α为下降段参数。

4、 CEB —FIP 建议公式CEB —FIP 模式规范建议的单轴受压应力—应变关系为20000(/)(/)1(2)(/)k k εεεεσσεε-=+-式中，k 为系数，00(1.1)(/)C k E εσ=,C E 为混凝土纵向弹性模量。

2、混凝土非线性弹性本构模型1、混凝土非线性弹性全量型本构模型当材料刚度矩阵[]D 用材料弹性模量E 和泊松比ν表达，则为全量E-ν型；如果材料的刚度矩阵[]D 用材料模量K 和剪变模量G 表达，则为全量K —G 型。

碳纤维混凝土应力_应变曲线试验研究_周乐

EXPERIMENTAL STUDY OF STRESS-STRAIN CURVE OF CARBON FIBER REINFORCED CONCRETE
ZHOU Le1,2 , WANG Xiao-chu1,3 , LIU Hong-tao1,3
(1. School of Architecture & Civil Engineering, Shenyang University, Shenyang, Liaoning 110044, China; 2. Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China 3. The Key Laboratory of Geoenvironmental Engineering, Shenyang, Liaoning 110044, China)
第 30 卷第 7 期 2013 年 7 月
Vol.30 No.7 July 2013
工
程
力
学 200
ENGINEERING MECHANICS
文章编号：1000-4750(2013)07-0200-05
碳纤维混凝土应力-应变曲线试验研究
周乐 1,2，王晓初 1,3，刘洪涛 1,3
(1. 沈阳大学建筑工程学院，辽宁，沈阳 110044；2. 清华大学土木工程系，北京 100084；3. 辽宁省环境岩土工程重点实验室，辽宁，沈阳 110044)
1 试件制作与试验方案
1.1 试件制作试验原材料采用 32.5 级矿渣硅酸盐水泥，最大粒径不大于 20cm 的卵石，纤维是长度为 7mm 的 3K 碳纤维，其长度为 7mm，拉伸强度 3.54GPa，弹性模量 231GPa，砂采用的是级配良好的中砂，分散剂是羧丙基甲基纤维素，将磷酸三丁酯作为消泡剂使用。本试验共分为 9 组，每组 3 个试件，其尺寸为 150mm×150mm×300mm，其配合比见表 1。

CFRP约束高强混凝土应力-应变模型

型预测结果与试验结果吻合较好。
关键词
碳纤维，高强混凝土，约束混凝土，棱柱体，本构关系
Ｓｔｒｅｓｓ－－ｓｔｒａｉｎＭｏｄｅｌｆｏｒＣＦＲＰ－－ｃｏｎｉｎｅｆｄＨｉｇｈＳｔｒｅｎｇｔｈＣｏｎｃｒｅｔｅ
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｓｔｒｅｓｓ — －ｓｔｒａｉｎｍｏｄｅｌｓｆｏｒｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｎ・－
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００９０，Ｃｈｉｎａ）
土棱柱体单轴受压试验，考察了混凝土强度、碳纤维包裹层数等参数对其单轴受压性能的影响规律；将
试验结果与国内外七个碳纤维约束混凝土棱柱体的应力一应变模型进行了比较，发现已有模型不能准确反映碳纤维约束高强混凝土的单轴受压性能；选取与试验结果整体趋势相近的Ｙｏｕｓｓｅｆ模型，依据本文试验结果对应力一应变曲线的特征点进行了修正，建立碳纤维约束高强混凝土的应力一应变模型，模

碳纤维布约束混凝土单轴受压时的应力-应变关系

碳纤维布约束混凝土单轴受压时的应力-应变关系
顾祥林;李玉鹏;张伟平;欧阳煜
【期刊名称】《结构工程师》
【年(卷),期】2006(022)002
【摘要】通过32个混凝土圆形试块的轴压试验,研究了碳纤维布约束混凝土的受压性能.分别讨论了混凝土强度等级、碳纤维布加固率、截面尺寸对碳纤维约束混凝土性能的影响.建立了力学意义明确且精度满足应用要求的碳纤维约束混凝土单轴受压时的应力-应变关系.
【总页数】7页(P50-56)
【作者】顾祥林;李玉鹏;张伟平;欧阳煜
【作者单位】同济大学,上海,200020;同济大学,上海,200020;同济大学,上
海,200020;上海大学,上海,200072
【正文语种】中文
【中图分类】TU4
【相关文献】
1.矩形钢套筒约束混凝土轴心受压应力应变关系 [J], 高龙;周珉;高永;黄宗明
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3.负载下碳纤维布约束混凝土圆柱轴压应力-应变关系试验研究 [J], 曹双寅;潘毅;敬登虎;陈德宝
4.SRPE套管约束混凝土单轴受压应力-应变本构关系模型 [J], 涂序纪;高剑平;涂帆;曹忠民;刘洪
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负载下碳纤维布约束混凝土圆柱轴压应力-应变关系试验研究

ｖｓｉａｅｅｔｇｔｄ，ａｄｅｄｓｅｄｎｆｔｅｐａｓｅｓａｔａｎｏｏｆｎｄｃｎｒｔｕｏｐｅｏｄｗｅｅｎｔｅｃｎｉｇｏｅｋｔｓｎｄｓｉｆｃｎｅｏｃｅｅｄｅｔｒｌａｒｈｈｒｒｉｎｌｚｄ．ａａｙｅＴｈｘｅｍｅｔｌｒｓｌｓｉｄｃｔｈｔｔｅｃｆｎｍｅｔｅｆｃｆＣＦＲＰｓｉｆｕｎｅｒ — ｅｅｐｒｉｎａｅｕｔｎｉａｅｔａｏｎｉｅｎｆｅｔｏｈｉｎｅｃｄｂｙｐｅｌ
式，并提出了考虑负载影响的碳纤维布约束混凝土圆柱的应力一变关系计算模型．应
关键词：纤维布；碳混凝土圆柱；负载水平；力一变关系应应
中图分类号：Ｕ３５３Ｔ７．文献标识码：Ａ文章编号：０１５５２０）５０８－１０ —００（０８０－７８０６
ＣａｈａｇｉｏＳｕｎｙｎＰａｎＹｉ－ＪｎｎｈｉｇＤｅｇｕＣｈｎＤｅａｅｂｏ
（ＳｈｏｏｉｉＥｇｎｅｉｇｏｔｅｓＵｉｅｓｙ，ｎｉｇ２０９，ＣｉａｃｏｌｆＣｖｌｎｉｅｒ，ＳｕｈａｔｎｖｒｔＮａｊ１０６ｈｎ）ｎｉｎ
Ａｘａｔｅｓｓｒｉｅａｉｎｏｉｃｌｒ．ｅｔｏｉｌｓｒｓ．ｔａｎｒｌｔｏｆｃｒｕａ．ｃｉｎ．ｓｃｎｃｅｅｃｌｍｎｏｆｎｄｂｏｒｔｏｕｓｃｎｅｙＣＦＲＰｎｅｒｌａｉｕｄｒｐｅｏｄ

混凝土单轴受压应力-应变曲线[优质ppt]

实验曲线
曲线分析
1。各体积分数碳纤维掺量混凝土单轴受压应力-应变曲线的基本形状相同，但与未掺碳纤维的混凝土曲线相差较大。
2.掺有碳纤维的混凝土的应力应变曲线的峰值点对应的应变值基本相同，但，应力大小不同，
且都比未掺时低。 3.掺有碳纤维的混凝土破坏时的应变量都比未掺时的应变量大，且大很多。 4.由图可得，碳纤维的加入可以增加混凝土的延性
高温后混杂纤维RPC单轴受压应力一应变关系[7]
原材料选用:
• 普通硅酸盐水泥,Si02,微硅粉,S95型矿渣粉,石英砂, 黄褐色粉末状FDN浓缩型高效减水剂；
• 长度为13mm,直径为0.22mm的高强平直钢纤维; • 长度为18～20mm;熔点为165℃的聚丙烯纤维(PPF)．
实验装置
• 2.温度低时曲线变化急剧，上升段和下降段都很陡，最大应力值较大，总应变量小
• 3.温度高时，曲线变化和缓，最大应力值很小，但总应变量较大
小结：
1.所有应力应变曲线的大概形状都相同：即包括上升段，顶点，下降段。
2.不同混凝土应力应变曲线各段的特征不同：各段的长度、倾斜度，顶点对应的应力应变值，
3.混凝土龄期
混凝土内水泥水化过程是时间的函数，所以混凝土的强度是随龄期而定的，龄期越大，强度越大，但增长速度会变缓慢。
4.实验方法：
• 试件形状和大小尺寸：试件的形状和大小尺寸
不同，测出的强度不同，如前所述的立方体，圆柱体，棱柱体强度。
• 加载速度：实验表明，加载速度越快，强度
增长值越大，这是总趋势，实际上其影响程度还与试件大小有关。即在同一加载速度下，不同大小的试件的强度也会不同
的最佳设计承载力。
影响混凝土单轴受压应力-应变曲线的因素

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达式参数和下降段表达式参数，最后给出了基于碳纤维体积分数变化的碳纤维混凝土单
轴受压应力一应变本构方程。
关键词
碳纤维混凝土；体积分数；应力一应变；全曲线；本构方程文献标志码：Ａ
中图分类号：ＴＵ５０２
ＳｔｕｄｙｏｎＵｎｉａｘｉａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＳｔｒｅｓｓ — ｓｔｒａｉｎＣｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅＲｅｌａｔｉｏｎｏｆＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅ
摘要碳纤维混凝土受压应力一应变全曲线研究是对其基本力学性能进行全面认
识的基础，也是表现碳纤维混凝土基本受压特性的综合宏观反映。对９组（碳纤维体积分
数分别为０，０．２％，０．４％，０．６％，０．８％，１．０％，１．２％，１．４％，１．６％）碳纤维混凝土试件进行了立
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｃａｒｂｏｎｉｆｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓ — ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｉｓｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＨＢ — ｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｉｔｓｂａｓｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄａｌｓｏａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｍａｃｒｏｒｅｌｆｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｉｆｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅＣＯＢ—
ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７２—７８４３．２０１３．０４．００２
碳纤维混凝土单轴受压应力一应变本构关系
于良ｈ，程华ｈ，靳雨欣，王悠
（１．后勤工程学院ａ．军事土木工程系，ｂ．后勤信息与军事物流工程系，重庆４０１３１１；２．西华大学建筑与土木工程学院，成都６１００３９）
Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３９，Ｃｈｉｎａ）
ｐｒｅｓｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｎｉｎｅｖｏｌｕｍｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓ（０，０．２％，０．４％，０．６％，０．８％，１．Ｏ％，１．２％，１．４％，１．６％）ｏｆｃａｒｂｏｎｉｆｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ
强度和峰值应变与体积分数之间的函数表达式。利用微机控制电液伺服压力试验机测
定了９组碳纤维混凝土应力一应变全曲线，参照非线弹性理论的混凝土单轴受压应力一应
变本构模型，根据测得的全曲线应力一应变数据，拟合得到了应力一应变全曲线上升段表
第２９卷第４期
２０１３年７月
后
勤
工
程
学
院
学报 ຫໍສະໝຸດ Ｖｏ１．２９Ｎｏ．４
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬ０ＧＩＳＴＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｊｕ１．２０１３
文章编号：１６７２—７８４３（２０１３）０４—０００６ —０７
ＹｕＬｉａｎｇ．ＣｈｅｎｇＨｕａＭＴ，ＪｉｎＹｕ — ｘｉｎ２，ＷａｎｇＹｏｕ
（１．ａ．Ｄｅｐｔ．ｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｂ．Ｄｅｐｔ．ｏｆＬｏｇｉｓｔｉｃｓＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆ＬｏｉｇｓｔｉｃｓＥｎｉｇｎｅｅｉｒｎｇ，ＬＥＵ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１３１１，
方体和棱柱体抗压强度试验，结果表明碳纤维混凝土立方体和棱柱体抗压强度随碳纤维体积分数的增加呈下降趋势，峰值应变随碳纤维体积分数的增加呈增大趋势。基于各体
积分数碳纤维混凝土的棱柱体抗压强度和峰值应变的试验数据。拟合得到了棱柱体抗压