【文章內(nèi)容簡介】 種強度增長的過程往往延續(xù)若干年，在潮濕環(huán)境中延續(xù)時間會更長。11．混凝土的受壓破壞機理如何？答：混凝土的抗壓強度遠低于其宏觀結(jié)構(gòu)層次中基相和分散相（砂漿和粗骨料）任一成分的強度，其原因必須從混凝土受壓破壞的機理來分析?；炷潦芎汕坝捎谑湛s、溫度變化等原因就已經(jīng)存在了初始微裂縫。在外力作用下，混凝土的破壞過程是裂縫不斷發(fā)生、擴展和失穩(wěn)的過程。研究結(jié)果表明，混凝土從受荷到破壞的全過程可分為三個階段：第一階段為在30%~40%極限抗壓強度以內(nèi)。此時只在試件內(nèi)骨料和漿體結(jié)合面的某些孤立點上產(chǎn)生拉應力集中，當拉應力超過結(jié)合面粘結(jié)強度時，這些點開裂，從而緩解了應力集中并恢復平靜。微裂縫的出現(xiàn)會產(chǎn)生不可恢復的變形，但其數(shù)值極小，因此縱、橫向應力應變（sese2）曲線接近直線變化，橫向變形系數(shù)m=e2/e1維持常量，平均體積應變e=（e1+e2+e3）/3為壓縮。隨著應力的增加，微裂縫不斷產(chǎn)生、擴展，截面裂縫向砂漿中延伸，從而進入了第二階段。此時，裂縫緩慢穩(wěn)定地發(fā)展著，如果停止加載，裂縫擴展也停止，所以稱之為裂縫穩(wěn)定擴展階段。由于不可恢復的變形明顯增加，應力應變曲線變彎，橫向變形系數(shù)增大，相應的體積應變（壓縮）增長速度逐漸降低，當體積應變速率降至零（平均體積應變開始由壓縮轉(zhuǎn)為膨脹 ）時，其應力水平約為70%~90%的極限強度，通常稱為臨界應力。此后進入裂縫不穩(wěn)定擴展階段，即第三階段。這時，裂縫數(shù)量、寬度急劇增加，有的砂漿裂縫與粘結(jié)裂縫已連在一起，成為連續(xù)裂縫，應力再增加，混凝土內(nèi)裂縫大量傳播發(fā)展，骨料與水泥石之間的粘結(jié)作用基本喪失，大體連成與受荷作用方向宏觀平行的通縫，使混凝土斷裂成若干分離的小柱而導致整體的最后破壞，應力達到極限抗壓強度。這一階段應力應變曲線更加彎向水平軸，體積應變不斷膨脹。混凝土宏觀破壞是裂縫累積的過程，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)局部損傷到遭受連續(xù)性破壞，導致整個體系解體而喪失承載力的過程，而非其組成成分中的基相和分散相自身強度的耗盡。12．簡述棱柱體試件在短期一次加載時受壓應力—應變曲線變化的全過程。答：混凝土在一次短期荷載作用下的應力應變關(guān)系反映了受荷各個階段內(nèi)部的變化及其破壞的機理，它是研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)極限強度理論（截面應力分析、內(nèi)力重分配、剛度和撓度、抗裂性和裂縫寬度控制、結(jié)構(gòu)抗震性能等）的重要依據(jù)。題12典型的混凝土棱柱體受壓應力應變曲線試驗表明，完整的應力應變曲線包括上升段和下降段兩部分：1）上升段（OC）：分為三個階段，從加荷至A點（~）由于試件中應力較小，混凝土的變形主要是骨料和水泥結(jié)晶體受力產(chǎn)生的彈性變形，水泥膠體的粘性流動以及初始微裂變化的影響很小，故應力與應變關(guān)系接近直線，一般稱A點為比例極限點，OA為第一階段。超過A點，進入第二階段—穩(wěn)定裂縫擴展階段，至臨界點B，臨界點應力可作為長期抗壓強度的依據(jù)。此后試件中所積蓄的彈性應變能始終保持大于裂縫發(fā)展所需要的能量，形成裂縫不穩(wěn)定的快速發(fā)展狀態(tài)直至峰點C，即第三階段（如前所述的受壓破壞機理）。這時，達到的峰值應力smax稱為混凝土棱柱體抗壓強度fc，相應的應變稱為峰值應變e0，~，平均值為e0=。2）下降段（CE）：混凝土達到峰值應力后裂縫繼續(xù)擴展、傳播，從而引起應力應變關(guān)系變化的反映。在峰值應力以后，裂縫迅速發(fā)展，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體性受到越來越嚴重的破壞，賴以傳遞荷載的傳力路線不斷減少，試件的平均應力強度下降，所以應力應變向下彎曲，直到曲線的凹向發(fā)生改變（即曲率為零的一點D），我們稱該點為“拐點”。超過“拐點”，結(jié)構(gòu)受力性能開始發(fā)生本質(zhì)的變化，骨料間的咬合力及摩擦力開始與殘余承壓面共同承受荷載。隨著變形的增加，應力應變曲線逐漸凸向水平軸方向，此段曲線中曲率最大的一點E稱為“收斂點”。從收斂點開始以后的曲線稱為收斂段，此時貫通的主裂縫已經(jīng)很寬，結(jié)構(gòu)內(nèi)聚力已幾乎耗盡，收斂段（EF）對于無側(cè)向約束的混凝土已失去結(jié)構(gòu)意義。13．影響混凝土應力應變曲線形狀的主要因素有哪些？答：試驗結(jié)果表明，不同強度混凝土的應力應變曲線隨著混凝土強度的提高，上升段和峰值應變的變化不顯著，而下降段的形狀有較大的差異，混凝土強度越高，下降段的坡度越陡，即應力下降相同幅度時，變形越小，因此延性越差?；炷潦軌簯兦€的形狀還與加載速度有著密切的關(guān)系，同一強度混凝土試件在不同應變速度下的應力應變曲線，可以看出，隨著應變速度的降低，峰值應力也逐漸減小，但是達到最大應力值時的應變卻增加了，下降段也比較平緩。 14．國內(nèi)外最廣泛采用的混凝土受壓應力應變曲線的數(shù)學模型有哪兩種？我國《規(guī)范》采用的表達形式如何？答：國內(nèi)外最廣泛采用的混凝土受壓應力應變曲線的數(shù)學模型： 1） 題141 題142 R252。sch建議的模型曲線該模型的上升段為二次拋物線，下降段為斜直線，如圖題141所示。其數(shù)學模型為： 當e163。e0時（上升段）：當e0163。e163。eu時（下降段）：式中fc—峰值應力（棱柱體極限抗壓強度）； e0—相應于峰值應力時的應變，取e0=；eu—極限壓應變，取eu=。2）德國R252。sch建議的模型，下降段采用水平直線，形式更簡單。即當e163。e0時（上升段）：當e0163。e163。eu時（下降段）：s=fce0—相應于峰值應力時的應變，取e0=；eu—極限壓應變，取eu=。15．混凝土處于三向受壓狀態(tài)時的變形有何特點？對工程實際有和意義？答：三向復合受壓狀態(tài)下的混凝土比單向受壓混凝土不但提高了強度并且有效地提高了延性。隨著側(cè)向壓力的增加，試件的強度和延性都有顯著提高。在工程中可以通過設(shè)置密排螺旋筋、箍筋或采用鋼管混凝土來側(cè)向約束混凝土，這是一種被動的約束方式。在混凝土軸向壓力很小時，鋼材約束幾乎不受力，此時混凝土基本上不受約束，當軸向壓力使混凝土應力達到臨界應力時，由于混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展引起體積膨脹變形而擠壓螺旋筋、箍筋或鋼管，這就使得螺旋筋、箍筋或鋼管反過來約束混凝土，混凝土如同在三向應力下工作，因此能有效地提高混凝土強度，對延性的提高更加明顯，螺旋筋或箍筋越密提高越多。螺旋筋與箍筋的不同之處是，密排箍筋對提高延性較好，但對提高抗壓強度的效果不大，這是因為方形箍筋僅能使箍筋的角上和核心的混凝土受到約束，總的來看，方形箍筋約束混凝土的效果就不如螺旋筋好。16．混凝土的變形模量有哪三種表示方法？它們之間的關(guān)系如何？答：混凝土的變形模量有如下三種表示方法：（1）混凝土的原點彈性模量通過一次加載的混凝土棱柱體受壓應力應變關(guān)系曲線原點的切線斜率，稱為原點彈性模量，以符號Ec表示。 Ec=tga0 或Ec=sc/eela 式中Ec—原點彈性模量，簡稱彈性模量；a0—混凝土曲線在原點處的切線與橫坐標軸的夾角。（2）混凝土的變形模量Ec39。當應力較大，超過比例極限時，彈性模量Ec已不能反映這時的應力和應變之間的關(guān)系，為此采用變形模量的概念。由原點O與曲線上任一點連線的斜率，稱為混凝土的變形模量Ec39。（又稱割線模量），它的表達式為：Ec39。=tga1 或 Ec39。=sc/ec 因總應變ec中包含彈性和塑性變形兩部分，由此所確定的模量又可稱為彈塑性模量。（3）混凝土的切線模量Ec39。39。在混凝土應力應變曲線上某一應力sc點處作一切線，其應力增量與應變增量之比值稱為相應于應力為sc時的切線模量Ec39。39。即Ec39。39。=tga 或 式中a—為某點應力sc處的切線與橫坐標的夾角。由于混凝土塑性變形的發(fā)展，混凝土的切線模量是一個變值，它隨著混凝土的應力增大而減小?；炷恋淖冃危ǜ罹€）模量也是一個變量，隨著應力大小而有區(qū)別。它與原點切線模量的關(guān)系如下：Eceela= Ec39。ec Ec39。= Ec eela/ec= nEcn—混凝土受壓時彈性系數(shù)。當應力較小時，處于彈性階段，可以認為n=1；當應力增大，處于彈塑性階段時，n小于1，隨著應力的不斷增加，n值逐漸減小。17．什么是混凝土的徐變？混凝土徐變產(chǎn)生的原因有哪些？混凝土徐變與哪些因素有關(guān)？混凝土的徐變對結(jié)構(gòu)構(gòu)件有何影響？答：混凝土在荷載長期作用下（即壓力不變的情況下），它的應變隨時間繼續(xù)增長的現(xiàn)象稱為混凝土徐變?；炷列熳儺a(chǎn)生的原因，可以理解為：一方面是混凝土硬結(jié)以后，骨料之間的水泥漿，一部分變?yōu)榻Y(jié)晶體，另一部分是充填在晶體間帶有凝膠孔的凝膠體，具有粘性流動的性質(zhì)。當向水泥石施加外荷載時，在加荷的瞬時，結(jié)晶體與凝膠體共同承受外荷載。其后，隨著時間的推移，凝膠體由于其粘性流動而逐漸卸荷，此時晶體承受了更多的外力，并產(chǎn)生彈性變形，從而使水泥石變形（混凝土徐變）增加，即水泥凝膠體與水泥結(jié)晶體重新分布應力所造成的結(jié)果。另一方面的原因是混凝土內(nèi)部微裂縫在荷載長期作用下不斷發(fā)展和增加，從而導致應變