采用简支试件三分点加荷法对全级配混凝土大试件(450mm×450mm×1700mm)和湿筛混凝土小试件(150mm×150mm×550mm)进行弯拉静、动态试验。静态时的加载速率,全级配混凝土为0.25k N/s,湿筛混凝土为0.083k N/s;动载时的加载速率同样按0.25s破坏的要求确定。全级配混凝土40%、80%静载分别取60k N和120k N,湿筛混凝土则分别取12k N和24k N。
2.2.2.1 全级配混凝土动态弯拉强度
经整理后的平均破坏荷载、极限弯拉强度、大小试件强度比值以及不同初始荷载影响结果见表2.5。由表2.5可见:
(1)静载时,大坝全级配混凝土的弯拉强度为湿筛混凝土的60%,动载时为61%,两者比值接近,因此可以认为,静动态时全级配混凝土的弯拉强度将为湿筛混凝土的60%左右。此值较轴压试验的比值73%~78%要低。
表2.5 混凝土试件弯拉强度(平均值)
(2)在试验的加载速度下,无初始静载的全级配混凝土动弯拉强度较静态时的弯拉强度提高了26%,而湿筛混凝土动弯拉强度则提高了23%。显然,全级配混凝土动弯拉强度增强因子大于轴压时的增强因子,湿筛混凝土动弯拉强度与轴压强度增强因子比较接近。但与轴压试验结果相似,动弯拉强度的增强因子都低于30%。
(3)在大坝抗震设计中,混凝土动弯拉强度的取值一般为其立方体静态抗压强度的0.13倍。该试验结果显示,全级配混凝土的动弯拉强度(2.9MPa)为圆柱体静抗压强度(28.99MPa)的0.10倍;湿筛混凝土的动弯拉强度(4.73MPa)为圆柱体静抗压强度(37.01MPa)的0.13倍,是立方体静抗压强度(47.8MPa)的0.10倍。即若以静抗压强度为基准,全级配混凝土动弯拉强度的增幅小于湿筛混凝土。(www.xing528.com)
(4)不同初始预静载对极限弯拉强度影响的试验显示:在试验的加载速度下,湿筛混凝土40%静载加动载时的极限弯拉强度与无初始静载时相同,提高了23%;80%静载加动载时的极限弯拉强度最大,提高了33%。全级配混凝土的情况与湿筛混凝土相似,40%静载加动载时,极限弯拉强度也与无初始静载时的动弯拉强度相同,提高了26%;80%静载加动载时的极限弯拉强度也超过全动载时的弯拉强度,提高了49%,与湿筛混凝土一样,此种工况提高的幅值最大。
通常在工程设计中,认为材料承受静态预载越大,越接近破坏,其动态性能强化效应会减少。此试验结果说明忽略静态预载的影响是偏于安全的,尤其对薄弱部位更是如此。这种试验结果对工程抗震安全性的评估有重要意义。
(5)如以湿筛混凝土静弯拉强度为基准,试验结果为:大坝全级配混凝土静弯拉强度为湿筛混凝土静弯拉强度的0.60倍,全级配混凝土动弯拉强度约为湿筛混凝土静弯拉强度的0.76倍。
(1)全级配混凝土和湿筛混凝土的静态弯拉弹性模量接近;而动态时两者的弹性模量也较接近,全级配混凝土动态弯拉弹性模量小于湿筛混凝土相应值不足4%。这一全级配混凝土和湿筛混凝土的弯拉弹性模量间的关系与轴压时相当一致。
(2)在试验加载速度下,动态弯拉弹性模量较静态弯拉弹性模量高,全级配混凝土提高了15%,湿筛混凝土提高了22%,其提高的幅度分别接近和等于抗压时的相应值18%和22%。
(3)与抗压弹性模量相比,全级配混凝土的静(动)态弯拉弹性模量分别为抗压静(动)态弹性模量的1.06倍和1.03倍,而湿筛混凝土的静(动)态弯拉弹性模量都为抗压静(动)态弹性模量的1.02倍。总的看,不管静态和动态,弯拉弹性模量与抗压弹性模量相当接近,提高不多。
(4)大坝全级配混凝土静(动)态泊松比较湿筛混凝土要大些,大体上高出4%~14%。动态泊松比与静态泊松比相比,全级配混凝土降低8%,而湿筛混凝土基本不变。
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