災(zāi)后混凝土損傷的回彈檢測(cè)研究

劉振寧 范曉鵬

摘 要：地震后、火災(zāi)后以及結(jié)構(gòu)變形擾動(dòng)后混凝土的強(qiáng)度損傷及結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)是土木工程檢測(cè)的重要內(nèi)容，在以往的檢測(cè)和評(píng)價(jià)中，一般采用無(wú)破損、微破損和破損的方法進(jìn)行檢測(cè)，這些方法都存在著一定的問(wèn)題。此次試驗(yàn)試圖借鑒混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的方法，用回彈儀進(jìn)行檢測(cè)混凝土，然后根據(jù)混凝土抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)值與回彈值之間的線性關(guān)系來(lái)進(jìn)一步的確定混凝土的損傷的強(qiáng)度，然而這種關(guān)系可以利用一個(gè)公式Fcu-R來(lái)測(cè)量測(cè)強(qiáng)曲線來(lái)表示。

關(guān)鍵詞：回彈儀;混凝土損傷;測(cè)強(qiáng)曲線;最小二乘法

1.研究背景

隨著現(xiàn)代國(guó)家技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的要求那是變得越來(lái)越嚴(yán)厲和重要。例如：混凝土高層、混凝土橋梁、地下室大型建筑往往對(duì)于混凝土的強(qiáng)度有著嚴(yán)格的要求與限制;有關(guān)國(guó)家安全和社會(huì)人民財(cái)產(chǎn)安全結(jié)構(gòu)工程，要求建筑物在各大自然災(zāi)害影響下依然保有建筑物的使用功能，這是為了自然災(zāi)害后的救援與重建提供必要的保障。在進(jìn)入了21世紀(jì)之后，盡管世界各國(guó)發(fā)展水平有了明顯的提高和改善，但由于各種自然災(zāi)害影響作用下而造成的損失是我們目前不可估量的，所以這就給世界各國(guó)的結(jié)構(gòu)工程師、建筑材料領(lǐng)域的專家?guī)?lái)極為復(fù)雜又棘手的新問(wèn)題。正是在這樣的大趨勢(shì)下的影響下，世界各國(guó)的混凝土性能的課題研究開(kāi)始快速的發(fā)展，并在近幾年來(lái)引起了廣大相關(guān)領(lǐng)域的專家們研究興趣。

2.回彈測(cè)損傷

2.1回彈測(cè)損傷過(guò)程

混凝土在壓力機(jī)的施壓下，剛開(kāi)始混凝土強(qiáng)度增大，用回彈儀測(cè)量的回彈值也是逐漸增大，當(dāng)壓力機(jī)儀勻定速率進(jìn)行施壓，壓力機(jī)到了某一壓力值混凝土就開(kāi)始了出現(xiàn)了宏觀的損傷，也就是用肉眼所能觀察到的裂痕。這個(gè)時(shí)候混凝土壓力就要停止而且要快速把壓力機(jī)給完全停止住，這是要保持混凝土試塊測(cè)量的準(zhǔn)確性，然后就要開(kāi)始準(zhǔn)備用回彈儀進(jìn)行測(cè)量混凝土試塊的損傷回彈值。

回彈儀在使用之前要經(jīng)過(guò)校核，因?yàn)橛没貜梼x測(cè)混凝土的強(qiáng)度是在施加荷載過(guò)程中測(cè)量的，這就要嚴(yán)格控制壓力的數(shù)值不能讓壓力施加的過(guò)大或過(guò)小，在壓力機(jī)施加壓力的過(guò)程中要時(shí)刻盯住混凝土損傷。在觀察時(shí)只要有一個(gè)面出現(xiàn)損傷就要立刻要求混凝壓力機(jī)給停止住。然后就開(kāi)始用回彈儀測(cè)量混凝土試塊的回彈值，測(cè)完倆個(gè)面之后就讓混凝土壓力機(jī)繼續(xù)施加壓力，混凝土壓力機(jī)還是要以勻定的速率施加壓力，當(dāng)混凝土試塊再次出現(xiàn)損傷時(shí)停止混凝土壓力機(jī)土，再用回彈儀測(cè)量混凝土試塊的倆個(gè)側(cè)面，測(cè)量完第一次損傷后記錄數(shù)據(jù)開(kāi)始測(cè)量下一個(gè)損傷裂痕的回彈值強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量直至混凝土試塊的破壞，停止用回彈儀測(cè)量。

2.2混凝土損傷結(jié)果

混凝土在受力的情況下都會(huì)產(chǎn)生慢慢積累損傷，這些損傷只是微觀顯現(xiàn)，混凝土內(nèi)部的一些變形。當(dāng)混凝土壓力機(jī)達(dá)到混凝土試塊讓混凝土損傷顯現(xiàn)的那一力值，混凝土就開(kāi)出現(xiàn)裂痕，如果壓力機(jī)再施加壓力混凝土的損傷就開(kāi)始加大，那些內(nèi)部的損傷也開(kāi)始顯現(xiàn)比如混凝土斷裂?；炷翐p傷是一種持續(xù)的過(guò)程，也是一種快速的過(guò)程，因?yàn)榛炷了惺艿牧κ且环N瞬間出現(xiàn)的那么混凝土將不會(huì)有損傷積累的過(guò)程了，會(huì)使混凝土直接損傷這種情況多見(jiàn)在自然災(zāi)害中的地震、泥石流等等一些建筑物所承受不住的力。這種情況的危害是最大的?；炷猎诜e累損傷的情況下，混凝土的強(qiáng)度和以前相比是逐漸降低的趨勢(shì)。

結(jié)論

混凝土的損傷是不可否定的，但可以減少混凝土損傷帶來(lái)的損失。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，我們可以得到多組回彈儀的回彈值和混凝土受到的壓力值，通過(guò)分析回彈值和壓力值我們可以得出，在壓力機(jī)施加預(yù)壓應(yīng)力，沒(méi)損傷之前混凝土的強(qiáng)度是增大，回彈值也是逐漸變大。然而當(dāng)混凝土的損傷時(shí)，比如有裂痕、掉角、凹槽等一些損傷現(xiàn)象。混凝土剛出現(xiàn)的損傷是表面出現(xiàn)細(xì)小的裂紋。隨著試驗(yàn)的進(jìn)行混凝土?xí)霈F(xiàn)更多的裂痕，并且裂紋變大變長(zhǎng)，混凝土的內(nèi)部也會(huì)發(fā)生損傷出現(xiàn)斷裂和裂痕?；炷翉?qiáng)度會(huì)隨著損傷的加強(qiáng)而變低，當(dāng)破壞時(shí)混凝土強(qiáng)度完全失效。

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資助項(xiàng)目：

本文系青島黃海學(xué)院2020年度大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目研究成果，項(xiàng)目編號(hào)為HHKJCX2001。