彭 剛，牛荻濤,2，胡曉鵬,2，高健齊

(1.西安建筑科技大學(xué) 土木工程學(xué)院，西安 710055； 2.省部共建西部綠色建筑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(西安建筑科技大學(xué))，西安 710055)

水泥基灌漿料具有流動(dòng)性好(可不振搗)、微膨脹、早期強(qiáng)度發(fā)展快(3 d強(qiáng)度即可達(dá)到40 MPa以上)、強(qiáng)度高(>60 MPa)的特點(diǎn)，早期主要用于地腳螺栓錨固、設(shè)備基礎(chǔ)的二次灌漿和橋梁、堤壩的搶險(xiǎn)工程中，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固改造中[1-2]。

隨著水泥基灌漿料在工程中的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)水泥基灌漿料的相關(guān)性能進(jìn)行了研究，取得了一定的研究成果。目前對(duì)水泥基灌漿料的研究主要集中在基本力學(xué)性能方面[3-7]，部分學(xué)者針對(duì)鋼筋與水泥基灌漿料黏結(jié)性能[8-10]、水泥基灌漿料與混凝土界面性能[11]、水泥基灌漿料加固鋼筋混凝土構(gòu)件承載性能[12-13]也展開(kāi)了初步研究，而對(duì)水泥基灌漿料受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的研究卻鮮有報(bào)道[14]。作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載性能分析的基礎(chǔ)，水泥基灌漿料受壓本構(gòu)模型的缺失一定程度阻礙了其在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固工程中的應(yīng)用。此外，加固后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載性能具有明顯的時(shí)變特征，使用具有早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快特點(diǎn)的水泥基灌漿料對(duì)既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，評(píng)估加固后結(jié)構(gòu)的承載性能，可以在確保結(jié)構(gòu)安全的前提下縮短現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)時(shí)間、加快施工進(jìn)度。因此，深入研究早齡期水泥基灌漿料的基本力學(xué)性能和受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，可為加固后構(gòu)件的承載性能評(píng)估和安全性分析提供可靠的理論基礎(chǔ)。

基于此，本文考慮不同齡期(1 d、2 d、3 d、7 d和28 d)，對(duì)15個(gè)水泥基灌漿料試件和15個(gè)同強(qiáng)度混凝土試件開(kāi)展單軸受壓全過(guò)程試驗(yàn)，分析齡期對(duì)水泥基灌漿料、同強(qiáng)度混凝土試件受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征參數(shù)的影響，并將水泥基灌漿料試件試驗(yàn)結(jié)果與同強(qiáng)度混凝土進(jìn)行對(duì)比。結(jié)合現(xiàn)有研究和水泥基灌漿料自身特點(diǎn)，考慮齡期建立水泥基灌漿料單軸受壓本構(gòu)模型。

1 試驗(yàn)概述

1.1 試驗(yàn)原材料

本文中所采用的水泥基灌漿料為北京中德新亞建筑技術(shù)有限公司生產(chǎn)的CGM-270高強(qiáng)無(wú)收縮加固型水泥基灌漿料，見(jiàn)圖1，其主要成分包括P·O 32.5水泥、石粒骨料、膨脹劑和減水劑，石粒骨料的最大粒徑為4.75～16 mm。參考GB/T 50448—2015《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》[15]，對(duì)水泥基灌漿料的流動(dòng)度、豎向膨脹率和抗壓強(qiáng)度等主要性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1，本文采用的水泥基灌漿料性能符合規(guī)范要求。

圖1 CGM-270高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料

將水泥基灌漿料與自來(lái)水按100∶9.5的比例拌合均勻后澆入尺寸為100 mm×100 mm×100 mm和100 mm×100 mm×300 mm的塑料模具中制作立方體和棱柱體試件。澆筑好的試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室(溫度20±3 ℃，相對(duì)濕度≥90%)中養(yǎng)護(hù)24 h后拆模，拆模后在自然環(huán)境中灑水覆膜養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)齡期，每個(gè)試驗(yàn)齡期條件下各制作3個(gè)試件。

采用立方體抗壓強(qiáng)度與水泥基灌漿料接近的普通混凝土作為對(duì)照組試件，配合比見(jiàn)表2。水泥：普通硅酸鹽水泥(P·O 42.5)；粗骨料：5～25 mm連續(xù)級(jí)配的花崗巖碎石，表觀密度為2 700 kg/m3；細(xì)骨料：西安市灃河河砂，細(xì)度模數(shù)為2.85，堆積密度為1 550 kg/m3；減水劑：聚羧酸系高性能減水劑。根據(jù)GB/T 50081—2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[16]，按表2配合比制作尺寸、數(shù)量與水泥基灌漿料相同的試件，成型后與水泥基灌漿料同條件養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)齡期。

表2 混凝土配合比

1.2 試驗(yàn)方法

采用3 000 kN萬(wàn)能液壓試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行單軸受壓試驗(yàn)，見(jiàn)圖2。

圖2 單軸受壓試驗(yàn)加載裝置(mm)

采用位移控制加載，加載速率為0.2 mm/min，加載過(guò)程中用自制的鋁支架固定位移計(jì)，測(cè)量試件兩側(cè)200 mm標(biāo)距范圍內(nèi)的壓縮變形值。試驗(yàn)過(guò)程中試件的軸向荷載、縱向變形數(shù)據(jù)均由TDS-602數(shù)據(jù)采集儀采集。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 立方體抗壓強(qiáng)度

從圖3試件立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu隨齡期的變化規(guī)律可看出：隨著齡期增大，各試件均表現(xiàn)為前7 d強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速，7 d后增長(zhǎng)速度逐漸放緩并逐漸趨于穩(wěn)定；與同強(qiáng)度混凝土相比，水泥基灌漿料試件具有明顯的早期強(qiáng)度發(fā)展快的特點(diǎn)。對(duì)同強(qiáng)度混凝土而言，其1 d、7 d抗壓強(qiáng)度分別為28 d抗壓強(qiáng)度的34.1%和60.2%；而對(duì)水泥基灌漿料而言，其1 d抗壓強(qiáng)度和7 d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到了28 d抗壓強(qiáng)度的56.7%和77.4%。參考文獻(xiàn)[17]對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到水泥基灌漿料立方體抗壓強(qiáng)度的預(yù)測(cè)公式，見(jiàn)式(1)。將模型計(jì)算結(jié)果與本文和文獻(xiàn)[3-7, 18-19]試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，建議模型可用于早齡期水泥基灌漿料立方體抗壓強(qiáng)度的計(jì)算。

圖3 立方體抗壓強(qiáng)度與齡期的關(guān)系

R2=0.967， 1 d≤t≤28 d

(1)

2.2 單軸受壓力學(xué)性能試驗(yàn)

2.2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象與破壞形態(tài)

對(duì)齡期為1 d、2 d的試件，加載時(shí)首先在試件棱角處出現(xiàn)裂縫，隨著加載的進(jìn)行，裂縫寬度逐漸增大，并向上下延伸，棱角裂縫貫通后試件發(fā)生破壞，表現(xiàn)出一定的塑性破壞特點(diǎn)；對(duì)齡期3 d及以上的試件，加載時(shí)首先在試件側(cè)表面中間區(qū)域出現(xiàn)豎向裂縫，隨著加載的進(jìn)行，裂縫不斷延伸、發(fā)展，裂縫寬度增大，主裂縫逐漸貫通，破壞時(shí)有碎片崩出，并伴有較大的崩裂聲，破壞以脆性破壞為主。與同強(qiáng)度混凝土相比，水泥基灌漿料棱柱體試件加載時(shí)裂縫發(fā)展階段持續(xù)時(shí)間較短，達(dá)到峰值荷載以后水泥基灌漿料棱柱體試件更易發(fā)生崩裂，試件迅速喪失承載力，試件破壞后的整體性較差，見(jiàn)圖4。對(duì)比試件破壞面可以發(fā)現(xiàn)，水泥基灌漿料試件在破壞時(shí)，穿越破壞面的部分骨料被劈開(kāi)，破壞截面平整、光滑，這與同強(qiáng)度混凝土的破壞情況存在顯著區(qū)別。

圖4 試件破壞形態(tài)

2.2.2 受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€

圖5給出了各試件的受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€(圖中Ⅳ和C分別表示水泥基灌漿料和同強(qiáng)度的混凝土，1 d表示試件齡期為1 d，下同)，從圖5可看出：隨著齡期的增長(zhǎng)，水泥基灌漿料和同強(qiáng)度混凝土試件單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線上升段斜率均有不同程度的增加，線彈性變形階段延長(zhǎng)，試件彈性模量和峰值割線模量的差值逐漸變大(圖6)，峰值應(yīng)變逐漸增大，但曲線下降段逐漸變陡，極限應(yīng)變和峰值應(yīng)變的差值逐漸變小(圖7)，試件逐漸表現(xiàn)出顯著的脆性特征。與同強(qiáng)度混凝土相比，水泥基灌漿料試件峰值應(yīng)力較大，尤其是對(duì)于齡期在3 d及以前的試件，兩類試件在峰值應(yīng)力上的差值更為明顯，這與水泥基灌漿料早期強(qiáng)度發(fā)展快的特點(diǎn)一致。

圖7 極限應(yīng)變與峰值應(yīng)變差值

2.2.3 曲線特征參數(shù)

1)峰值應(yīng)力σ1。圖8給出了各試件軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，從圖8可看出：各試件軸心抗壓強(qiáng)度隨齡期的變化趨勢(shì)與立方體抗壓強(qiáng)度基本一致，其中水泥基灌漿料軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的強(qiáng)度比為0.900～0.990，顯著高于同強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度比(約0.756～0.921)；與同強(qiáng)度混凝土相比，水泥基灌漿料立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度隨齡期的變化曲線斜率較大，也說(shuō)明水泥基灌漿料早期強(qiáng)度發(fā)展較快。參考文獻(xiàn)[20]對(duì)水泥基灌漿料軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析(圖9)，得到強(qiáng)度換算關(guān)系：

圖8 軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度比值

圖9 峰值應(yīng)力與立方體抗壓強(qiáng)度關(guān)系

σ1=0.916fcu，R2=0.988

(2)

本文基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的水泥基灌漿料軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度間的換算系數(shù)0.916與文獻(xiàn)[3]給出的系數(shù)0.920和文獻(xiàn)[4]給出的系數(shù)0.910接近，明顯大于同強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度換算系數(shù)(0.832)，但仍在換算系數(shù)范圍0.700～0.920內(nèi)[20]。

2)峰值應(yīng)變?chǔ)?。水泥基灌漿料試件的峰值應(yīng)變明顯大于同強(qiáng)度混凝土，這是因?yàn)樵嚰冃沃饕纱止橇献冃巍⑺酀{體變形及微裂縫的形成和擴(kuò)展三部分組成。在試件應(yīng)力達(dá)到峰值點(diǎn)前，試件內(nèi)部微裂縫處于穩(wěn)定發(fā)展階段，試件的變形主要取決于試件內(nèi)粗骨料的變形。同強(qiáng)度混凝土試件粗骨料粒徑較大，加載過(guò)程中粗骨料變形較小。因此，已有混凝土峰值應(yīng)變的計(jì)算公式不適用于水泥基灌漿料。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，見(jiàn)圖10，得到水泥基灌漿料峰值應(yīng)變計(jì)算公式：

圖10 峰值應(yīng)變與立方體抗壓強(qiáng)度關(guān)系

ε1=4.1×10-5fcu+1.211×10-3，R2=0.954

(3)

對(duì)比公式計(jì)算結(jié)果和文獻(xiàn)[14]試驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出，文獻(xiàn)[14]試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)離散，但基本分布在計(jì)算曲線兩側(cè)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)與計(jì)算曲線符合良好，說(shuō)明建議公式能相對(duì)準(zhǔn)確地計(jì)算水泥基灌漿料的峰值應(yīng)變。

3)彈性模量Ec。彈性模量定義為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上升段從原點(diǎn)至40%峰值應(yīng)力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的割線模量。隨齡期的增大，水泥基灌漿料試件的彈性模量整體呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)；水泥基灌漿料的彈性模量明顯小于同強(qiáng)度混凝土，與文獻(xiàn)[4, 14]給出的結(jié)論一致。這是因?yàn)樵嚰膹椥阅Ａ恐饕Q于骨料的彈性模量，混凝土中含有的粗骨料的彈性模量較大，進(jìn)而導(dǎo)致試件具有較大的彈性模量。參考文獻(xiàn)[21]對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，見(jiàn)圖11，得到水泥基灌漿料彈性模量的計(jì)算公式：

圖11 彈性模量與立方體抗壓強(qiáng)度關(guān)系

(4)

4)應(yīng)變延性系數(shù)β。為了定量分析水泥基灌漿料的受力變形性能，定義極限應(yīng)變與初始屈服應(yīng)變的比值為試件的應(yīng)變延性系數(shù)，見(jiàn)式(5)。采用能量等值法來(lái)確定初始屈服點(diǎn)[22]，見(jiàn)圖12。

圖12 應(yīng)變延性系數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)圖

(5)

式中εu為試件的極限應(yīng)變，εy為試件初始屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變。

從圖13試件的應(yīng)變延性系數(shù)可看出：隨齡期的增大，水泥基灌漿料、同強(qiáng)度混凝土試件應(yīng)變延性系數(shù)整體上均有不同程度的增大；水泥基灌漿料試件應(yīng)變延性系數(shù)整體上較同強(qiáng)度混凝土試件大，這是因?yàn)楸M管水泥基灌漿料受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線下降段的斜率較同強(qiáng)度混凝土大，但水泥基灌漿料峰值應(yīng)變、極限應(yīng)變明顯大于同強(qiáng)度混凝土。

圖13 試件應(yīng)變延性系數(shù)

5)能量耗散系數(shù)ηe。引入能量耗散系數(shù)來(lái)對(duì)試件受力過(guò)程中的耗能情況進(jìn)行研究[22]，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖14，其計(jì)算公式：

圖14 能量耗散系數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)圖

(6)

式中：S0MNC為應(yīng)力-應(yīng)變曲線經(jīng)峰值點(diǎn)至下降段0.85倍峰值應(yīng)力與坐標(biāo)軸所圍成的面積，S0ABC為過(guò)峰值點(diǎn)至下降段0.85倍峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)同一應(yīng)變矩形的面積。

圖15給出了各試件能量耗散系數(shù)，從圖15可看出：隨著齡期的增大，各試件能量耗散系數(shù)整體呈增大趨勢(shì)，但增大幅度較小(最大增幅分別為3.1%和5.5%)；水泥基灌漿料能量耗散系數(shù)較同強(qiáng)度混凝土大，這是因?yàn)橥g期下水泥基灌漿料峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變和極限應(yīng)變均較同強(qiáng)度混凝土大，水泥基灌漿料受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積較大。

圖15 試件能量耗散系數(shù)

3 單軸受壓本構(gòu)模型

3.1 修正的本構(gòu)模型

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于混凝土試驗(yàn)結(jié)果提出了多種單軸受壓本構(gòu)模型[23-26]，但關(guān)于水泥基灌漿料單軸受壓性能的研究相對(duì)欠缺，考慮水泥基灌漿料齡期的單軸受壓本構(gòu)模型尚未提出。既有基于混凝土單軸受壓本構(gòu)模型難以準(zhǔn)確描述水泥基灌漿料的變形特征，計(jì)算結(jié)果存在一定安全隱患。因此，本文采用已有單軸受壓本構(gòu)模型，包括過(guò)鎮(zhèn)海模型[23]、Carreira模型[24]、Wee模型[25]和GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》建議模型[26]，對(duì)本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，并與試驗(yàn)曲線進(jìn)行對(duì)比(圖16)。由圖16可見(jiàn)：對(duì)曲線上升段而言，各模型曲線與試驗(yàn)曲線偏差較小，其中，規(guī)范建議模型曲線與試驗(yàn)曲線吻合效果最好；對(duì)曲線下降段而言，不同模型擬合結(jié)果的吻合程度差異較大，其中Carreira模型、Wee模型高估了水泥基灌漿料試件在受壓達(dá)到峰值點(diǎn)后的延性，而過(guò)鎮(zhèn)海模型、規(guī)范建議模型對(duì)試件在受壓峰值點(diǎn)后的延性有一定程度的低估。基于對(duì)比結(jié)果，結(jié)合水泥基灌漿料自身特點(diǎn)，對(duì)已有模型參數(shù)進(jìn)行修正，建立了適用于水泥基灌漿料的修正的分段式受壓本構(gòu)模型，上升段采用規(guī)范建議模型，下降段采用Wee模型。

1)上升段

(7)

2)下降段

(8)

式中：x=ε/ε1，y=σ/σ1，峰值應(yīng)力σ1和峰值應(yīng)變?chǔ)?分別按式(2)、(3)計(jì)算，彈性模量Ec按式(4)計(jì)算。結(jié)合本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)，修正模型中各參數(shù)可通過(guò)計(jì)算或回歸分析得到，見(jiàn)表3。

表3 修正模型參數(shù)匯總

從圖16修正模型計(jì)算曲線和試驗(yàn)曲線的對(duì)比可看出，修正模型計(jì)算曲線與試驗(yàn)曲線吻合較好，本文建議的修正模型可以較為準(zhǔn)確地描述早齡期水泥基灌漿料單軸受壓作用下的變形特征。

圖16 各模型曲線與試驗(yàn)曲線對(duì)比

3.2 統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型

由損傷力學(xué)理論，在荷載作用下，水泥基灌漿料試件內(nèi)的損傷逐漸積累，有效承載面積逐漸減小，試件的名義應(yīng)力和有效應(yīng)力滿足關(guān)系[27]：

σ=F/A

(9)

σ*=F/A*

(10)

(11)

式中：σ和σ*分別為試件的名義應(yīng)力和有效應(yīng)力，F(xiàn)為作用在試件上的荷載，A和A*分別為試件的名義承載面積和有效承載面積。

采用損傷變量對(duì)試件內(nèi)部損傷的發(fā)展情況進(jìn)行表征。損傷變量定義為試件內(nèi)部損傷面積與名義承載面積的比值[28-29]：

(12)

式中：D為試件的損傷變量，0≤D≤1，D=0表示試件內(nèi)部無(wú)損傷，D=1表示試件完全損壞。

由式(11)、(12)可得

σ=(1-D)σ*

(13)

由應(yīng)變協(xié)調(diào)原則，試件內(nèi)部損傷部分應(yīng)變與未損傷部分的應(yīng)變一致[30]。假設(shè)試件內(nèi)未損傷部分滿足彈性變形規(guī)律，故式(13)可轉(zhuǎn)化為

σ=(1-D)Ecε

(14)

3.2.1 上升段

當(dāng)試件應(yīng)變小于峰值應(yīng)變(ε<ε1)時(shí)，損傷變量D與應(yīng)變?chǔ)砰g的關(guān)系可用Weibull分布來(lái)描述[31]：

(15)

式中p、q分別為Weibull分布的形狀參數(shù)和尺度參數(shù)，且二者均大于0。

由式(15)可得

(16)

由式(14)、(16)可得

(17)

根據(jù)試件峰值荷載前(ε<ε1)受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線上的幾何條件：1)ε=0，σ=0；2)ε=0，dσ/dε=Ec；3)ε=ε1，σ=σ1；4)ε=ε1，dσ/dε=0，可得參數(shù)p、q表達(dá)式[31]：

(18)

3.2.2 下降段

當(dāng)試件應(yīng)變大于峰值應(yīng)變(ε≥ε1)時(shí)，可采用對(duì)數(shù)正態(tài)分布來(lái)對(duì)試件應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行描述[32]：

(19)

上式中參數(shù)a、b分別為試件的峰值應(yīng)力σ1和峰值應(yīng)變?chǔ)?，因此式(19)可轉(zhuǎn)化為

(20)

由式(17)、(20)可得試件統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型的最終表達(dá)式：

(21)

由式(14),試件損傷變量D可表示為

(22)

式中參數(shù)p、q和c可分別由試件上升段和下降段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析得到，見(jiàn)表4。

表4 參數(shù)p、q和c回歸分析結(jié)果

3.2.3 本構(gòu)模型驗(yàn)證

基于上述提出的水泥基灌漿料統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型和彈性模量、峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變計(jì)算模型，可以計(jì)算給出早齡期水泥基灌漿料受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^(guò)程曲線，模型計(jì)算曲線與試驗(yàn)曲線對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖17。由圖可見(jiàn)，計(jì)算曲線與試驗(yàn)曲線吻合程度較高，本文建議的統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型能夠準(zhǔn)確地表征早齡期水泥基灌漿料的受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，損傷變量D能夠較好地預(yù)測(cè)早齡期水泥基灌漿料試件的損傷演化過(guò)程。

圖17 模型計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)比不同齡期下水泥基灌漿料和同強(qiáng)度混凝土試件單軸受壓試驗(yàn)結(jié)果，分析齡期對(duì)水泥基灌漿料和同強(qiáng)度混凝土試件受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征參數(shù)的影響，得出如下結(jié)論：

1)隨齡期的增大，試件破壞時(shí)的“脆性”特征愈發(fā)明顯，齡期3 d及以上的試件破壞時(shí)有碎片崩出，并伴有較大的崩裂聲；與同強(qiáng)度混凝土相比，水泥基灌漿料加載時(shí)裂縫發(fā)展階段持續(xù)時(shí)間較短，達(dá)到峰值荷載以后試件更易發(fā)生崩裂，迅速喪失承載力，破壞面平整、光滑，破壞后試件的整體性較差。

2)隨齡期的增長(zhǎng)，試件峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、極限應(yīng)變、彈性模量、應(yīng)變延性系數(shù)和能量耗散系數(shù)均有不同程度的增大；與同強(qiáng)度混凝土相比，水泥基灌漿料峰值應(yīng)力發(fā)展較快，受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線下降段較陡，峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、極限應(yīng)變、應(yīng)變延性系數(shù)和能量耗散系數(shù)較大，而彈性模量、峰值割線模量較小。

3)基于現(xiàn)有混凝土單軸受壓本構(gòu)模型，結(jié)合水泥基灌漿料自身特點(diǎn)，考慮齡期建立了修正的分段式水泥基灌漿料受壓本構(gòu)模型，模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。

4)基于Weibull分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布建立了統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型，建議的統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型可以較準(zhǔn)確地描述早齡期水泥基灌漿料的單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。