单轴与围压状态下预拌料混凝土动力学特性试验研究

摘要

矿井巷道爆破开挖冲击荷载会造成井巷混凝土支护破坏。研究预拌料混凝土冲击动力学特性，对保证井巷安全生产具有重要的工程意义。
　　采用理论和试验相结合的方法，研究了砂子含水率为0％、1.0％、1.5％、2.0％，贮存期为0d、3d、7d、15d、20d、30d预拌料制成的预拌料混凝土在单轴与围压状态下的动力学特性，并对比分析。
　　预拌料混凝土单轴冲击试验结果表明，应力峰值随着预拌料贮存期和含水率的增加而减小。冲击气压越大，其单轴冲击峰值应力越大，预拌料砂子含水率为1.0％、贮存期为3d时的应力峰值最大，冲击气压在0.6MPa和0.9MPa时的峰值应力分别为35.4MPa和48.9Mpa，冲击气压0.9MPa为0.6MPa峰值应力的1.3倍。当预拌料砂子含水率为1.0％、贮存期在3d以内时，其峰值应力达到了C30混凝土静态抗压强度要求。
　　预拌料混凝土被动围压状态下冲击试验结果表明，其应力峰值随着预拌料贮存期和含水率的增加而减小。不考虑预拌料贮存期0天含水率为0％组，预拌料贮存期为3d，含水率为1.0％时其应力峰值最大，峰值应力为58.3MPa。预拌料含水率为1.0％贮存期少于7d时，其应力峰值变化不大。预拌料贮存期在30d以内的应力峰值均满足C30混凝土静态抗压强度标准值30MPa要求。冲击气压越大，被动围压下预拌料混凝土的冲击峰值应力越大，预拌料混凝土在冲击气压为0.9MPa下冲击强度应力峰值约为冲击气压为0.6MPa时冲击应力峰值的1.7倍。
　　在单轴和被动围压状态下，预拌料混凝土冲击应力峰值均随预拌料含水率和贮存期增加而减小。被动围压对预拌料混凝土的冲击应力峰值有加强作用，预拌料混凝土在有围压状态下的冲击应力峰值约为无围压状态下冲击应力峰值的1.5倍。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 预拌料混凝土的研究现状

1．2．2 预拌料混凝土单轴冲击动力学特性研究现状

1．2．3 预拌料混凝土被动围压下动力学特性研究现状

1．3 研究目的与研究内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

1．3．3 研究方法与技术路线

2 预拌料混凝土基本理论

2．1 SHPB试验装置介绍

2．1．1 SHPB试验方法国内外研究现状

2．1．2 SHPB试验装置组成

2．1．3 SHPB试验装置的原理

2．2 被动围压试验原理及方案

2．3 预拌料混凝土冲击力学基本理论

2．3．1 单轴冲击基本理论

2．3．2 被动围压状态下冲击基本理论

3 试验设计和试验方法

3．1 试验材料

3．2 配合比设计

3．3 预拌料的制备

3．3．1 预拌料的制作

3．3．2 预拌料的贮存

3．3．3 试验使用设备

4 预拌料混凝土SHPB单轴动力学性能试验分析

4．1 预拌料混凝土SHPB单轴动力学压缩试验

4．1．1 试验概况

4．1．2 单轴冲击压缩试验

4．2 预拌料混凝土单轴冲击压缩性能

4．2．2 不同预拌料含水率动态应力-应变曲线

4．2．3 不同冲击气压预拌料混凝土动态应力-应变曲线

4．2．4 预拌料混凝土动态应力应变曲线分析

4．3 本章小结

5 钢制套筒被动围压下预拌料混凝土材料冲击动态力学性能试验分析

5．1 钢制套筒被动围压下预拌料混凝土材料冲击动态力学性能试验

5．1．1 试验概况

5．1．2 被动围压下预拌料混凝土材料的冲击压缩试验

5．2 被动围压下预拌料混凝土材料冲击压缩性能

5．2．1 不同预拌料贮存期被动围压下动态应力-应变曲线

5．2．2 不同预拌料含水率被动围压下动态应力-应变曲线

5．2．3 不同冲击气压被动围压下动态应力-应变曲线

5．2．4 被动围压状态下应力-应变分析

5．3 单轴与围压状态下冲击压缩性能试验结果

5．3．1 应力试验数据表

5．3．2 单轴与围压状态下动态应力-应变曲线

5．3．3 单轴与围压状态下动态应力-应变曲线分析

5．3．4 单轴与围压状态下的破坏形态

5．3．5 单轴与围压状态下的破坏形态分析

5．4 本章小结

6 结论

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果