Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Будівництво та ремонт

 Високоміцний бетон


Побут. Господарство. Техніка

 

4. ЗАКОНОМІРНОСТІ ДЕФОРМУВАННЯ І РУЙНУВАННЯ СТРУКТУРИ БЕТОНУ ПРИ СКЛАДНИХ НАПРУЖЕНИХ СТАНАХ

 

 

На діаграмах станів положення параметричних точок зберігається і при складних об'ємних напружених станах, коли величини всіх трьох головних напружень відмінні від нуля. Об'ємні напружені стани виникають у конструкціях, у місцях концентрації зусиль (наприклад, близько анкерів, опорних вузлах тощо). Щоб виявити особливості процесу руйнування бетону в цих умовах, були проведені дослідження [19] на зразках з різною величиною бічного обтиснення. В процесі випробувань були отримані криві поперечних і поздовжніх деформацій бетону, криві диференціального коефіцієнта поперечної деформації і зміни об'єму зразка і криві зміни часу проходження ультразвукового імпульсу через матеріал в поперечному і поздовжньому напрямках.

На рис. 17 наведено криві поперечних і поздовжніх деформацій (а), диференціального коефіцієнта поперечної деформації бетону Av (б), зміни обсягу Е і А6 (в) і криві, побудовані за результатами ультразвукових спостережень при випробуванні зразка. Зразок був випробуваний при бічному тиску (в момент руйнувань) 97,2 кГ/см2. На рис. 17 наочно видна різниця між діаграмою станів і кривої зміни поздовжніх ультразвукових коливань. Для зручності порівняння діаграм станів, побудованих за результатами вимірювання часу проходження ультразвукового імпульсу через зразок з ростом навантаження, на рис. 18 представлені криві в координатних осях, де вісь ординат відповідає безрозмірною величиною oilR (R - найбільша головна нормальна напруга в момент руйнування зразка).

З рис. 18 випливає, що у всіх зразках характер зміни часу проходження імпульсу в поперечному напрямку однаковий, першому етапі навантаження ущільнюється матеріал зразка, час проходження через бетон ультразвукового імпульсу зменшується.

У міру подальшого підвищення навантаження (вище рівня RT) відбувається поступове розущільнення зразка і збільшується час проходження імпульсу. Підвищення навантаження вище рівня RT супроводжується збільшенням часу проходження імпульсу.



Аналіз діаграм станів показує, що в досліджених межах спостерігається аналогічний характер зміни структури бетону в процесі навантаження до руйнування при різних величинах навантажень. З зіставлення кривих часу проходження ультразвукового імпульсу, отриманих при поперечному і поздовжньому прозвучивании, видно, що руйнування структури відбувається вздовж чинного найбільшого головного нормального напруги. Стадії руйнування відповідає втрата несучої здатності матеріалу з порушеною структурою.

Завантаження зразків з більшою інтенсивністю бічного віджимання викликає значне збільшення об'ємних деформацій (рис. 19). Так, при граничному бічному тиску (т2 = сг3 = 498 кГ1см* (крива 7) відносний об'єм зразка став приблизно в 10 разів менше, ніж при одновісному стисненні.

Швидкість деформування змінювалася по-різному на різних рівнях навантаження. При завантаженні до рівня RT обсяг зразків зменшувався майже пропорційно навантаженню.

В діапазоні напруг від RT ДО RT об'ємні деформації змінюються залежно від <Ti/a3. При малих значеннях обсяг зразків продовжує зменшуватися, незважаючи на розущільнення структури матеріалу (див. рис. 17) і прискорене зростання величини коефіцієнта v. Але швидкість зменшення обсягу поступово падає. При збільшенні інтенсивності бічного обтиснення (яке перешкоджає поперечному розширення) зростає вплив поздовжніх деформацій в сумі А0 = Aei + 2Де2(Ле2 < 0). Тому обсяг зменшується інтенсивно і тим швидше, чим більше відношення ojo\. Однак на рівні RT поздовжні руйнування структури настільки значні, що, незважаючи на зростаючу поздовжню стисливість зразка, швидкість зменшення обсягу спочатку різко падає, потім починається лавиноподібне збільшення об'єму зразка.

Вплив характеристик об'ємного напруженого стану на рівні параметричних точок видно з рис. 20. Значне уповільнення піднесення обох параметрів спостерігається з моменту, коли інтенсивність бокового тиску перевищує опір відриву Rv приблизно в 10 разів. При бічному тиск, що досягає половини величини найбільшого головного напруги сг±, характер руйнування може змінюватися. Як зазначає А. Н. Ставро-гін [83], при зазначених бічних тисках обсяг зразків гірських порід при стисненні не збільшується, і зразок руйнується від зрізу.

Користуючись введеними Р. В. Ужиком критерієм руйнування від подолання опору відриву [117], необхідно враховувати зміни величини коефіцієнта Пуассона за рахунок розвитку мікроруйнувань.

Аналіз змін структури бетону під дією зовнішніх навантажень і температурних деформацій показує, що його деформації і процес накопичення мікроруйнувань призводять до руйнування, не є функціями тільки його міцності. Вони залежать і від інших факторів, з яких найбільше значення має пористість, співвідношення води і цементу, форма зв'язаної води в цементному камені. У наступних розділах ці залежності розглядаються докладно і пропонуються практичні методи їх обліку.

    

 «Високоміцний бетон» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також: Бетон і будівельні розчини Вихідні матеріали 1.1. Мінеральні в'яжучі речовини 1.2. Заповнювачі 1.3. Вода 1.4. Визначення необхідної кількості матеріалів Будівельні розчини 2.1. Властивості будівельних розчинів 2.2. Види будівельних розчинів 2.3. Приготування будівельних розчинів 2.4. Склади Бетони 3.1. Види бетону 3.2. Властивості бетону 3.3. Приготування бетонного розчину 3.4. Склади 3.5. Шлакобетон 3.6. Опілкобетон