關(guān)虓 余潔 邱繼生 高潔

摘?要：為研究不同水泥取代率、不同水膠比下矸石基混凝土軸心受壓時(shí)的力學(xué)性能，及推廣應(yīng)用矸石基混凝土這一綠色建筑材料，通過(guò)軸心受壓試驗(yàn)和聲發(fā)射試驗(yàn)，研究了軸心受壓時(shí)不同煤矸石粉摻量、不同水膠比下矸石基混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線、聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)和聲發(fā)射累積能量隨煤矸石粉摻量和水膠比的變化規(guī)律，提出了矸石基混凝土軸心受壓時(shí)的本構(gòu)關(guān)系。結(jié)果表明：相比普通混凝土，矸石基混凝土的力學(xué)性能有一定程度的改善，主要表現(xiàn)為其峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變?cè)黾?；矸石基混凝土軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€與普通混凝土基本一致，煤矸石粉摻量為20%時(shí)峰值應(yīng)力達(dá)到最大值；聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)可以有效描述矸石基混凝土的損傷演化規(guī)律，隨著煤矸石粉取代率的增大，振鈴計(jì)數(shù)先減少后增加?？紤]煤矸石粉和水膠比對(duì)矸石基混凝土軸心受壓時(shí)的影響，提出了具有較高精度的矸石基混凝土軸心受壓本構(gòu)關(guān)系，這為矸石基混凝土力學(xué)性能的進(jìn)一步研究提供了參考，也對(duì)推廣應(yīng)用的結(jié)構(gòu)計(jì)算有一定參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：煤矸石粉；軸心受壓；聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)；聲發(fā)射能量；損傷本構(gòu)模型中圖分類(lèi)號(hào)：TU 528

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-9315（2024）03-0543-10

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2024.0314開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Acoustic emission characteristics and damage constitutive model

of gangue-based concrete under axial compression

GUAN Xiao1，YU Jie1，QIU Jisheng1，GAO Jie2

（1.College of Architecture and Civil ?Engineering，Xian University of Science and Technology，Xian 710054，China；

2.School of Civil Engineering，Xian Traffic Engineering

Institute，Xian 710300，China）

Abstract：In order to study the mechanical properties of gangue-based concrete under axial compression with different cement replacement rates and different water-binder ratios，so as to promote the application of gangue-based concrete as a green building material，the uniaxial compression test and acoustic emission test were carried out.The stress-strain curves，acoustic emission ringing counts and acoustic emission cumulative energy of gangue-based concrete with different coal gangue powder content and different water-binder ratio under axial compression were examined.The variation law of coal gangue powder content and water-binder ratios，and the constitutive relationship of gangue-based concrete under axial compression was proposed.The results show that compared with ordinary concrete，the mechanical properties of gangue-based concrete have been improved to a certain extent，mainly due to the increase of peak stress and peak strain.The stress-strain curve of gangue-based concrete under axial compression is basically the same as that of ordinary concrete，and the peak stress reaches the maximum when the content of coal gangue powder is 20%.The acoustic emission ringing counts can effectively

exhibit the damage evolution law of gangue-based concrete.With the increase of the replacement rate of coal gangue powder，the ringing count decreases first and then increases.Considering the influence of coal gangue powder and water-binder ratio on the axial compression of gangue-based concrete，a high-precision constitutive relationship of gangue-based concrete under axial compression is determined，which provides a reference for the further study of the mechanical properties of gangue-based concrete，and also has a certain guiding value for the structural calculation when it has an increasing application.

Key words：coal gangue powder；axial compression；acoustic emission ringing count；acoustic emission energy；damage constitutive model

0?引?言

煤矸石富含硅、鋁，經(jīng)過(guò)活化處理后可成為質(zhì)地優(yōu)良的水泥輔助性膠凝材料。將煤矸石粉作為礦物摻合料制備成矸石基混凝土不僅能細(xì)化漿體孔隙結(jié)構(gòu)，充當(dāng)微集料抑制裂縫發(fā)展[1]，同時(shí)可解決煤矸石粉相關(guān)的環(huán)境問(wèn)題[2-3]。目前矸石基混凝土的應(yīng)用并不廣泛，現(xiàn)有研究主要集中在煤矸石粗骨料混凝土強(qiáng)度退化、損傷演化和本構(gòu)關(guān)系方面[4-6]。矸石基混凝土的本構(gòu)模型尚未得到廣泛認(rèn)可，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)不便。矸石基混凝土本構(gòu)模型能準(zhǔn)確反映不同摻量和水膠比下矸石基混凝土的力學(xué)性能。近年來(lái)，羅曦等[7]在現(xiàn)有經(jīng)典混凝土損傷本構(gòu)模型[8-10]的基礎(chǔ)上，研究了循環(huán)水壓環(huán)境下混凝土的力學(xué)性能，將混凝土加載在加壓水環(huán)境中，以塑性應(yīng)變能作為損傷能耗，從能量耗散的角度定義損傷變量，建立損傷演化模型;虢成功等從對(duì)材料的納-微觀裂紋擴(kuò)展分析入手，引入速率過(guò)程理論描述納觀裂紋的擴(kuò)展速率，并研究對(duì)應(yīng)能量耗散過(guò)程，建立了混凝土納-微-細(xì)觀隨機(jī)損傷本構(gòu)模型，反映了混凝土受力力學(xué)行為中的非線性與隨機(jī)性[11]；李亮等通過(guò)對(duì)受熱混凝土進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，研究了熱-力耦合作用下混凝土的損傷特性，采用聲發(fā)射特征參數(shù)表征混凝土加載過(guò)程中的損傷，建立了混凝土加載階段的損傷本構(gòu)模型[12]。摻入煤矸石粉，活化后的煤矸石顆粒粒度明顯細(xì)化，粒徑更加圓潤(rùn)、均勻；未完全水化的煤矸石顆粒還可起到微集料作用，影響混凝土裂縫開(kāi)展?，F(xiàn)有本構(gòu)模型不能滿足新材料的要求，因此研究矸石基混凝土的本構(gòu)關(guān)系至關(guān)重要。聲發(fā)射是在外界荷載作用下，材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致局域應(yīng)力狀態(tài)改變，釋放出瞬態(tài)彈性波的物理現(xiàn)象[13]，目前已廣泛用于混凝土損傷檢測(cè)方面[14-17]。結(jié)果表明聲發(fā)射參數(shù)可以反映混凝土斷裂過(guò)程中的階段性特征[18-20]，驗(yàn)證混凝土聲發(fā)射活動(dòng)與其內(nèi)部缺陷的必然聯(lián)系[21-24]，評(píng)價(jià)混凝土損傷度[25-27]，在損傷本構(gòu)模型研究中具有很大的應(yīng)用前景。在對(duì)煤矸石材料特性、化學(xué)成分、耐久性能研究的基礎(chǔ)上[1，28-30]，用軸心受壓試驗(yàn)和聲發(fā)射試驗(yàn)對(duì)矸石基混凝土受壓過(guò)程中的損傷演化規(guī)律進(jìn)行分析，分析矸石基混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征，建立矸石基混凝土本構(gòu)模型。

1?試驗(yàn)概況

1.1?原材料采用陜西禮泉海螺水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P·O42.5普通硅酸鹽水泥（表1）。煤矸石最大粒徑為25 mm、堆積密度為1 191.3 kg/m3、吸水率為8.23%；化學(xué)組成見(jiàn)表2。西安灞河的中砂，細(xì)度模數(shù)為3.2，堆積密度為1 280 kg/m3；石子為5～25 mm連續(xù)級(jí)配的碎石，壓碎指標(biāo)為6%、表觀密度為2 870 kg/m3；試驗(yàn)用水直接使用普通自來(lái)水；減水劑為聚磷酸高性能減水劑，減水率25%。

1.2?配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)參照規(guī)范JGJ55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》確定矸石基混凝土的配合比。設(shè)計(jì)了6組不同配合比，其中S40C0、S40C1、S40C2、S40C3代表水膠比為0.4，煤矸石粉摻量分別為0、10%、20%、30%；S35C2和S45C2代表煤矸石粉摻量為20%，水膠比分別為0.35和0.45（表3）。

1.3?試塊制作試驗(yàn)中矸石基混凝土的尺寸根據(jù)規(guī)范GB/T50081—2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，按照以上配合比制作出2種類(lèi)型的矸石基混凝土試件，一種為100 mm×100 mm×300 mm棱柱體，另一種為100 mm×100 mm×100 mm立方體試件，試件澆筑24 h后完成脫模，于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中（溫度20±2 ℃，相對(duì)濕度≥95%）進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

1.4?試驗(yàn)方法采用YAS—5000微機(jī)控制電液壓伺服壓力試驗(yàn)機(jī)對(duì)試件進(jìn)行軸心抗壓試驗(yàn)，加載過(guò)程中采用先力后位移的加載方法，在0.7fc以前均采用力控制，速度為0.5 MPa/s；0.7fc之后轉(zhuǎn)為位移控制，以0.001～0.002 mm/s的速度等位移加載至破壞；同時(shí)在試塊側(cè)面布置SAEU2S型聲發(fā)射儀的檢測(cè)探頭，記錄試塊受壓過(guò)程中的聲發(fā)射特性參數(shù)。

2?結(jié)果與分析

2.1?矸石基混凝土軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變特征不同摻量下矸石基混凝土實(shí)測(cè)應(yīng)力-應(yīng)變曲

線均包括上升段和下降段，每個(gè)曲線的上升段都呈現(xiàn)出穩(wěn)定的線性關(guān)系，應(yīng)力與應(yīng)變值成比例增長(zhǎng)，與普通混凝土相比，隨著煤矸石粉摻量的增加，矸石基混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線上升段的斜率先增大后減??；下降段趨于平緩且峰值延后。當(dāng)煤矸石粉摻量為20%時(shí)，峰值應(yīng)力達(dá)到最大值；煤矸石粉摻量為30%時(shí)峰值應(yīng)力有所降低（圖1），這是因?yàn)槊喉肥廴〈试黾?，矸石基混凝土中水泥含量相?duì)減少，前期無(wú)法水化出充足的Ca（OH）2，有效堿度僅能支撐微量煤矸石粉水化，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度極度不平衡，間接弱化了黏結(jié)界面的黏結(jié)強(qiáng)度，大量未水化的煤矸石粉只能在混凝土中發(fā)揮填充效應(yīng)，而未水化的煤矸石粉容易聚集成團(tuán)，堵塞水化通道，對(duì)強(qiáng)度不利，降低矸石基混凝土的承載能力。煤矸石粉摻量20%時(shí)，不同水膠比下矸石基混凝土軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€表明，水膠比對(duì)矸石基混凝土的影響較大。S35C2組相較于其他2組試件，上升段斜率最大，峰值應(yīng)力值最大，下降

段陡峭，呈現(xiàn)出顯著的脆性破壞特征；S40C2組峰值延后，下降段平緩且延性最好；S45C2組曲線上升段比其余2組試件平緩，峰值應(yīng)力值最小，延性?xún)?yōu)于S35C2組的矸石基混凝土（圖2）。分析可知，水膠比的提高，導(dǎo)致膠凝顆粒之間的毛細(xì)空間增大，毛細(xì)孔之間會(huì)不再相互連通，從而產(chǎn)生裂縫及大孔，降低矸石基混凝土的密實(shí)度，但同時(shí)也會(huì)提高矸石基混凝土的延性。

2.2?矸石基混凝土聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)聲發(fā)射檢測(cè)試驗(yàn)可以捕捉混凝土試件在壓應(yīng)

力作用下內(nèi)部裂縫產(chǎn)生和發(fā)育的機(jī)械波，能反映內(nèi)部裂縫產(chǎn)生和發(fā)育情況。從軸心受壓時(shí)聲發(fā)射

振鈴計(jì)數(shù)-時(shí)間關(guān)系圖看出，不同取代率下矸石基混凝土試件的聲發(fā)射曲線形狀基本一致，將整個(gè)軸心受壓試驗(yàn)過(guò)程劃分為損傷累積階段Ⅰ、損傷穩(wěn)定發(fā)展階段Ⅱ，破壞階段Ⅲ（圖3）。

階段Ⅰ中，矸石基混凝土產(chǎn)生少量的聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)，釋放能量較低，主要是原始裂紋的閉合與開(kāi)裂導(dǎo)致振鈴計(jì)數(shù)的產(chǎn)生。煤矸石粉摻量達(dá)到20%時(shí)，相較于其他3組試件，累積振鈴計(jì)數(shù)值最低。分析可知隨著煤矸石粉的摻入使矸石基混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，減小了矸石基混凝土的初始缺陷。這一階段，曲線幾乎與橫軸重合，矸石基混凝土內(nèi)部沒(méi)有或很少產(chǎn)生新的裂紋，損傷量較小，損傷處于累積狀態(tài)。階段Ⅱ中，矸石基混凝土振鈴計(jì)數(shù)幾乎呈線性增長(zhǎng)。S40C2組曲線更為平緩，平穩(wěn)上升，在階段Ⅱ初期，矸石基凝土表面未出現(xiàn)可見(jiàn)裂縫，在階段Ⅱ中后期試件端部才出現(xiàn)個(gè)別細(xì)微裂縫。分析可知煤矸石粉的摻入使骨料和膠凝材料之間的薄弱區(qū)產(chǎn)生更強(qiáng)的黏結(jié)力，使試件抵抗變形能力有所提升。這一階段，混凝土內(nèi)部的原始微裂縫在逐漸擴(kuò)展，一些新的裂縫在不斷形成，新生裂縫與原始裂縫貫通，并從混凝土試塊內(nèi)部延伸到表面，試塊的損傷量已經(jīng)接近臨界值，處于損傷穩(wěn)定發(fā)展階段。階段Ⅲ中，相較于階段Ⅱ，曲線越過(guò)拐點(diǎn)后斜率相對(duì)趨于平緩，振鈴計(jì)數(shù)增長(zhǎng)速率隨之減小，試件承載能力下降，不久便會(huì)發(fā)生破壞。但S40C2組依然保持一定的承載能力，沒(méi)有顯著的脆性破壞特征，這表明摻入煤矸石粉可以延緩混凝土的破壞。這一階段，曲線近乎水平，試件表面形成了較寬的裂縫，聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)基本趨于穩(wěn)定，處于破壞階段。

不同水膠比矸石基混凝土軸心受壓時(shí)聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)-時(shí)間曲線表明，3組試件的曲線均出現(xiàn)2個(gè)顯著拐點(diǎn)，依據(jù)拐點(diǎn)出現(xiàn)位置將這3組試件聲發(fā)射累積振鈴計(jì)數(shù)值分為3個(gè)階段討論（圖4）。階段Ⅰ中（損傷累積階段），各組試塊經(jīng)歷時(shí)間均為500 s左右。相較而言，S35C2組持續(xù)時(shí)間略短，產(chǎn)生的振鈴計(jì)數(shù)較多，振鈴計(jì)數(shù)值緩慢增長(zhǎng)，而其余2組試件曲線幾乎與橫軸重合。由此可知，S35C2組矸石基混凝土內(nèi)部缺陷較多，隨著加載時(shí)間的增加，損傷開(kāi)始逐漸發(fā)展。階段Ⅱ中（損傷穩(wěn)定發(fā)展階段），S35C2組曲線相較于其余2組更為陡峭，說(shuō)明內(nèi)部裂縫迅速發(fā)展，從而產(chǎn)生較多振鈴計(jì)數(shù)值，聲發(fā)射信號(hào)比其余2組強(qiáng)。S40C2和S45C2等2組曲線表現(xiàn)出相似規(guī)律。其中S40C2組試塊損傷穩(wěn)定發(fā)展階段持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，試件內(nèi)部裂縫穩(wěn)定向外擴(kuò)展，矸石基混凝土損傷逐漸積累，但依然保持一定承載力，隨后進(jìn)入階段Ⅲ。階段Ⅲ中（破壞階段），隨著水膠比的增大，矸石基混凝土進(jìn)入這一階段的時(shí)間顯著后移，S35C2組累積振鈴計(jì)數(shù)值急劇增長(zhǎng)，最終驟然結(jié)束，說(shuō)明矸石基混凝土隨即發(fā)生破壞，表現(xiàn)出明顯的脆性破壞特征；S40C2組和S45C2組的曲線趨于平緩，但S40C2組矸石基混凝土試塊最終破壞的完整性最好。這是因?yàn)樗z比的增大會(huì)降低矸石基混凝土的強(qiáng)度，有利于延性發(fā)展，能夠延緩矸石基混凝土的破壞。

為了將試件進(jìn)行統(tǒng)一比較，對(duì)矸石基混凝土軸心受壓應(yīng)力與聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)值做了歸一化處理，不同煤矸石粉摻量相對(duì)應(yīng)力-相對(duì)振鈴計(jì)數(shù)圖表明，摻入煤矸石粉后，曲線走勢(shì)與普通混凝土相似，即隨著相對(duì)應(yīng)力的增大，相對(duì)振鈴計(jì)數(shù)逐漸增大。隨著煤矸石粉摻量的增大，曲線下凹趨勢(shì)越來(lái)越明顯，S40C2組矸石基混凝土試件相對(duì)振鈴計(jì)數(shù)急劇增長(zhǎng)點(diǎn)約在破壞強(qiáng)度的93%處，而S40C0組普通混凝土試件相對(duì)振鈴計(jì)數(shù)急劇增長(zhǎng)點(diǎn)約在破壞強(qiáng)度的80%處（圖5）。

水膠比不同時(shí)，矸石基混凝土軸心受壓歸一化的相對(duì)應(yīng)力-相對(duì)振鈴計(jì)數(shù)曲線表明，S35C2組拐點(diǎn)約在破壞強(qiáng)度的75%處，S45C2組拐點(diǎn)約在破壞強(qiáng)度的85%處，而S40C2組試件的拐點(diǎn)相較其他2組后移，約在破壞強(qiáng)度的95%處，延緩了矸石基混凝土的破壞（圖6）。這是因?yàn)檫^(guò)高的水膠比，使膠凝材料含量下降，減少漿體含量，削弱砂漿基質(zhì)與粗骨料的黏結(jié)強(qiáng)度，降低了矸石基混凝土的結(jié)構(gòu)密實(shí)度和強(qiáng)度，對(duì)矸石基混凝土的延性有改善作用。

2.3?矸石基混凝土聲發(fā)射能量特征混凝土材料內(nèi)部裂紋的形成、擴(kuò)展，都會(huì)以彈性波的形式釋放能量。根據(jù)不同取代率下的矸石基混凝土在軸心受壓時(shí)能量-應(yīng)力-應(yīng)變曲線拐點(diǎn)位置將損傷劃分為3個(gè)階段，階段Ⅰ定義為矸石基混凝土軸心受壓損傷累積階段，階段Ⅱ?yàn)閾p傷穩(wěn)定發(fā)展階段，階段Ⅲ為破壞階段（圖7）。

矸石基混凝土軸心受壓聲發(fā)射能量的損傷累積階段可以反映整個(gè)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的變形階段，階段Ⅰ的累積能量-應(yīng)變曲線變化不大，斜率與橫軸接近，說(shuō)明矸石基混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化不大，產(chǎn)

生微量的聲發(fā)射信號(hào)，能量釋放很小。損傷穩(wěn)定發(fā)展階段可以表征矸石基混凝土軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的Ⅱ、Ⅲ階段，這一階段的曲線逐漸增長(zhǎng)，斜率相較于階段Ⅰ顯著增大，產(chǎn)生大量聲發(fā)射信號(hào)，能量釋放增加，但幅值不大。階段Ⅲ可以表征軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€進(jìn)入最終破壞階段，能量釋放迅速增大至峰值，隨后聲發(fā)射活性減弱，曲線趨于平緩且逐漸與橫軸平行。

不同水膠比下的矸石基混凝土軸心受壓聲發(fā)射累積能量-應(yīng)力-應(yīng)變曲線表明，階段Ⅰ中，隨著水膠比的增大，聲發(fā)射能量-應(yīng)變曲線第一個(gè)拐點(diǎn)出現(xiàn)的位置由應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€上升段中峰值應(yīng)力的60%左右延后至峰值應(yīng)力的70%以后；階段Ⅱ中，水膠比越小能量累積曲線隨著應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)變得越陡峭；階段Ⅲ中，隨著水膠比的增大，能量累積曲線隨著應(yīng)力的增長(zhǎng)趨于水平，水膠比達(dá)到0.40時(shí)，這一特征最為明顯（圖8）。

3?矸石基混凝土損傷模型

3.1?矸石基混凝土軸心受壓損傷本構(gòu)模型矸石基混凝土在受壓過(guò)程中，不斷產(chǎn)生裂縫，損傷逐漸累積增大，聲發(fā)射信號(hào)的變化規(guī)律可以有效描述材料損傷演化的全過(guò)程，依據(jù)混凝土受壓過(guò)程中產(chǎn)生的聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)定義損傷變量式（1）。對(duì)水膠比為0.4，煤矸石粉摻量為20%的矸石基混凝土試件損傷值和應(yīng)力的關(guān)系曲線進(jìn)行擬合，并將其作為標(biāo)準(zhǔn)試件（圖9）。

D=βNt=aexp（bσt）

（1）

式中?D為t時(shí)刻的損傷量；Nt為t時(shí)刻的聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)；β為材料常數(shù)，可通過(guò)試驗(yàn)確定；a，b為擬合參數(shù)；σt為矸石基混凝土在t時(shí)刻的應(yīng)力值，MPa。

為確定煤矸石粉摻量對(duì)矸石基混凝土損傷度的影響，引入損傷度修正系數(shù)Kr，對(duì)摻量為0%、10%、20%、30%的試件軸心受壓損傷值進(jìn)行歸一化處理（圖10）。

對(duì)水膠比為0.35、0.40、0.45的煤矸基混凝土試件軸心受壓損傷，以水膠比為0.4、煤矸石粉摻量為20%的試件作為基準(zhǔn)組進(jìn)行歸一化（圖11）。

引入煤矸石粉摻量修正系數(shù)Kr和水膠比修正系數(shù)Kw，矸石基混凝土軸心受壓時(shí)的損傷模型為

D1=KrKwexp（bσ）

（2）

式中?D1為考慮摻量和水膠比影響后的損傷值；Kr，Kw分別為不同煤矸石粉摻量r、不同水膠比w 2種單因素下矸石基混凝土的修正系數(shù)；b為擬合參數(shù)。矸石基混凝土的本構(gòu)方程如下

σ=Erwε（1-D1）

（3）

式中?σ為矸石基混凝土材料軸壓時(shí)的應(yīng)力，MPa；ε為矸石基混凝土材料軸壓時(shí)的應(yīng)變；Erw為材料彈性模量（r為摻量，w為水膠比）；D1為考慮

摻量和水

膠比影響后的損傷值。

3.2?模型驗(yàn)證將各組矸石基混凝土軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變值代入式（3）中可得出模型計(jì)算出的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，并與試驗(yàn)實(shí)測(cè)得出得應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行比較驗(yàn)證可知，基于聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)的矸石基混凝土損傷本構(gòu)方程擬合所得應(yīng)力-應(yīng)變曲線同實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合（圖12）。

4?結(jié)?論

1）矸石基混凝土軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線形狀與普通混凝土軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線形狀大致相同；隨著煤矸石粉取代率的增大，峰值應(yīng)力逐漸增大；S40C2組矸石基混凝土性能較優(yōu)，摻入適量煤矸石粉可改善矸石基混凝土的延性。

2）矸石基混凝土的破壞分為損傷累積階段、穩(wěn)定發(fā)展階段和破壞階段。聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)值、累積能量值與應(yīng)力-應(yīng)變曲線和力學(xué)性能有緊密的聯(lián)系。3）基于聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)所建立的矸石基混凝土損傷模型可以對(duì)矸石基混凝土的損傷程度進(jìn)行定量分析，其本構(gòu)模型與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，為矸石基混凝土的理論研究和應(yīng)用提供了有效依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：李克永）