橋用砌體軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)研究

蔡勇,呂曉勇,李得建,余志武

(中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075)

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橋用砌體軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)研究

蔡勇,呂曉勇,李得建,余志武

(中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075)

為了探究橋用砌體軸心受壓下的變形特征，進(jìn)而建立橋用砌體的本構(gòu)關(guān)系，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，應(yīng)用20 000 kN級(jí)重載多功能結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并加入剛性元件，對(duì)1組橋用砌體標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn)。為了盡可能避免橋用砌體試件在下降段發(fā)生突然破壞，應(yīng)力-應(yīng)變曲線下降段采用等速率位移控制加載，并且增加輔助剛性元件。 得到了橋用砌體試件在受壓過程中的開裂特征、變形特征、抗壓極限承載力以及比較理想的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€。試驗(yàn)結(jié)果表明：橋用砌體的破壞過程與其他砌體相似,其破壞特征表現(xiàn)為明顯的脆性破壞。根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象、試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及試驗(yàn)結(jié)果提出了橋用砌體軸心受壓的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的本構(gòu)關(guān)系模型，該應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€方程采用分段型方程式。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，其結(jié)果表明該本構(gòu)關(guān)系與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合度高，并且形式簡(jiǎn)單實(shí)用，可為實(shí)際工程非線性分析提供參考。

橋用砌體；試驗(yàn)研究；應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€；本構(gòu)關(guān)系

橋梁所用的砌體砌塊由麻石砌塊和小石子混凝土為主要原料，經(jīng)過原料的制備、加壓及其養(yǎng)護(hù)制成的。橋用砌體試件尺寸取厚×寬×高為250 mm×400 mm×750 mm，砌縫厚30 mm，每層砌塊高220 mm。通過單軸受壓試驗(yàn)，可以測(cè)得橋用砌體的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€。砌體軸心受壓的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€能很好的反映砌體的基本力學(xué)性能，對(duì)砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析也是建立在此基礎(chǔ)之上。在砌體砌塊軸心受壓的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€的研究方面，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者進(jìn)行了很多探究，提出了一些砌體軸心受壓下的本構(gòu)關(guān)系。奧西尼克[1]在20世紀(jì)30年代就提出了對(duì)數(shù)型公式,之后施楚賢[2-3]在此基礎(chǔ)上提出了以砌體抗壓強(qiáng)度平均值fm為基本變量的對(duì)數(shù)型本構(gòu)關(guān)系。朱伯龍等[4]將上升段用曲線表示，把下降段用斜直線表示，提出了兩段式本構(gòu)關(guān)系。莊一舟等[5]采用了兩段多次曲線分別表示上升段和下降段的兩段式本構(gòu)關(guān)系。Turnsek等[6]在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)理論提出了拋物線型的本構(gòu)關(guān)系。Naraine等[7]提出了更加簡(jiǎn)潔的二次曲線型砌體本構(gòu)關(guān)系表達(dá)式。Cantaldo等[8]在之前研究的基礎(chǔ)上提出了拋物線型本構(gòu)關(guān)系的一般表達(dá)式。Madan等[9]依照混凝土本構(gòu)關(guān)系提出了分式型的砌體本構(gòu)關(guān)系。以上這些砌體本構(gòu)關(guān)系都比較經(jīng)典，對(duì)砌體軸心受壓下的應(yīng)力應(yīng)變曲線的上升段都描述的比較好，但對(duì)其下降段的描述差別比較大，很難較好地反映砌體在軸心受壓下的全部特征。由于試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)條件等方面的限制，在砌體應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€方面的研究資料比較少。而在橋用砌體方面的研究幾乎是空白。本文通過采用20 000 kN級(jí)重載多功能結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)一組橋用砌體試件進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn)，得到了橋用砌體的軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€，并根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象、試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步提出橋用砌體單向受壓的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的本構(gòu)關(guān)系。

1　試件制備

橋用砌體試件每組不少于6件，該砌體試件是由麻石砌塊和小石子混凝土組成的，組成橋用砌體試件的麻石的強(qiáng)度等級(jí)取Mu50，小石子混凝土的強(qiáng)度等級(jí)取C25，該小石子混凝土配合比為水泥∶水∶砂∶石∶減水劑=1%∶0.38%∶1.81%∶1.81%∶1.2%。

為了后面準(zhǔn)確分析橋用砌體受壓破壞的特征和機(jī)理以及估算橋用砌體的破壞荷載值進(jìn)而確定試驗(yàn)加載方案，在進(jìn)行橋用砌體單軸受壓試驗(yàn)之前，要先對(duì)組成橋用砌體的小石子混凝土和麻石砌塊進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，分別測(cè)得它們的強(qiáng)度、彈性模量和泊松比。

1.1麻石砌塊力學(xué)性能試驗(yàn)

根據(jù)《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》[10]和《砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[11]的相關(guān)規(guī)定，按標(biāo)準(zhǔn)方法制作10個(gè)邊長(zhǎng)為70 mm的麻石立方體試塊，在規(guī)定的環(huán)境、溫度下養(yǎng)護(hù)至齡期。

用電液伺服鋼絞線材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)試件進(jìn)行加載，采用控制速率為20 kN/min的荷載控制加載法，直至測(cè)得試件的極限承載力。試件在加載過程中的橫向和豎向應(yīng)變用DH3818靜態(tài)應(yīng)變采集儀來測(cè)量采集。

根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定和公式，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到如下結(jié)果：麻石砌塊的立方體抗壓強(qiáng)度為33.41 MPa，彈性模量為6 647.7 MPa，泊松比為0.257。

1.2小石子混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)

根據(jù)《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》[12]和《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[13]的相關(guān)規(guī)定，按標(biāo)準(zhǔn)方法制作6個(gè)邊長(zhǎng)為100 mm的小石子混凝土立方體試塊和6個(gè)邊長(zhǎng)為150 mm×150 mm×300 mm的小石子混凝土棱柱體標(biāo)準(zhǔn)試件，在規(guī)定的環(huán)境、溫度下養(yǎng)護(hù)至齡期。

用電液伺服鋼絞線材料試驗(yàn)機(jī)，按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)方法和步驟對(duì)試件進(jìn)行加載。試件在加載過程中的應(yīng)變用DH3818靜態(tài)應(yīng)變采集儀來測(cè)量采集。

根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定和公式，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到如下結(jié)果：小石子混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度(乘以尺寸換算系數(shù)后)為36.92 MPa，彈性模量為24 027.5 MPa，泊松比為0.213。

2　試驗(yàn)裝置

該實(shí)驗(yàn)采用的是20 000 kN級(jí)重載多功能結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),試驗(yàn)壓力機(jī)由測(cè)量應(yīng)變的反饋信號(hào)控制，油缸的進(jìn)油或退油可以得到自動(dòng)并且快速的調(diào)節(jié)，即及時(shí)的加載或者卸載。Whitney[12]很早就指出過，脆性材料在試件應(yīng)力超過峰值應(yīng)力后，急速變形并發(fā)生突然的脆性破壞導(dǎo)致應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的下降段難以準(zhǔn)確測(cè)到的根本原因是試驗(yàn)機(jī)本身的剛度不足。因此，本實(shí)驗(yàn)選用20 000 kN壓力機(jī)，其自身剛度很大，再在試件兩側(cè)增加剛性元件(彈簧，試驗(yàn)前先準(zhǔn)確測(cè)量其彈性系數(shù))，足以控制應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)€的下降段。等速率位移加載可以通過電液伺服閥控制來實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)速度加快并且控制精度提高，可以測(cè)出比較準(zhǔn)確的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的下降段。

DH3818靜態(tài)應(yīng)變采集系統(tǒng)，可以精確采集到試驗(yàn)中砌體試件在應(yīng)變片處的應(yīng)變值；高精度數(shù)顯百分表，可以準(zhǔn)確測(cè)量砌體試件在受壓過程中產(chǎn)生的位移。試驗(yàn)裝置圖如圖1所示，試驗(yàn)裝置示意圖如圖2所示。

圖1　試驗(yàn)裝置圖Fig.1 Establishment of test

圖2　試驗(yàn)裝置示意圖Fig.2 Establishment of test

3　試驗(yàn)步驟(測(cè)量方案及加載制度)

試驗(yàn)的測(cè)量方案及加載制度參考《砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[11]的相關(guān)規(guī)定來確定。

1)為了測(cè)量橋用砌體試件的軸向變形值，把高精度數(shù)顯百分表在試件每個(gè)窄側(cè)面的豎向中線上各安裝一個(gè)，另外，在試件每個(gè)寬側(cè)面中部對(duì)稱粘貼兩個(gè)應(yīng)變片，并且在試件每個(gè)窄側(cè)面中部粘貼一個(gè)應(yīng)變片，并且與應(yīng)變采集儀相連接，之所以布置比較多的應(yīng)變片和百分表，是因?yàn)榭紤]到，砌體在實(shí)際受壓時(shí)很難達(dá)到理想的均勻受壓狀態(tài)，為了使測(cè)量的豎向應(yīng)變和位移的數(shù)值更加精準(zhǔn)，更接近真實(shí)的數(shù)值，取DH3818靜態(tài)應(yīng)變采集系統(tǒng)所測(cè)應(yīng)變的均值和高精度數(shù)顯百分表所測(cè)位移的均值作為該砌體試件的變形測(cè)量值。

2)選取4個(gè)點(diǎn)測(cè)量試件上下表面的高差，高差的最大差值應(yīng)在3 mm以內(nèi)，當(dāng)超過3 mm時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)件的頂面抹一層水泥砂漿，啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，將多余的水泥砂漿擠出，待水泥砂漿硬化后進(jìn)行試驗(yàn)，從而保證標(biāo)準(zhǔn)件的均勻受壓。

3)根據(jù)《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》[10]中公式(3-2)和(3-13)，代入麻石和小石子混凝土試驗(yàn)測(cè)得的強(qiáng)度值，來估算橋用砌體的破壞荷載值，進(jìn)而確定試驗(yàn)加載制度。

4)在正式加載前，先對(duì)試件進(jìn)行物理對(duì)中。本實(shí)驗(yàn)采用分級(jí)施加荷載的方法進(jìn)行加載，正式加載之前，在預(yù)估極限破壞荷載的5%～20%內(nèi)，反復(fù)預(yù)壓3次，來檢驗(yàn)儀器的靈敏度和可靠性，在對(duì)儀器必要調(diào)整和重新定位之后，接著正式加載。

5)試驗(yàn)加載制度：在預(yù)估破壞荷載的前60%內(nèi)采用荷載控制加載法，每隔30 s施加預(yù)估破壞荷載的5%，由于橋用砌體試件表現(xiàn)出明顯的脆性破壞，在加載至預(yù)估破壞荷載的60%后，采用位移控制加載法，控制速率為0.2 mm/min，加載至試件破壞，以此來避免橋用砌體試件的突然破壞。

在試驗(yàn)過程中，注意觀察和捕捉第一條裂縫，并標(biāo)注初裂部位和記錄初裂荷載值，觀察變形值突然增加時(shí)可能出現(xiàn)的裂縫，觀察并記錄裂縫發(fā)展變化過程和一些特定的現(xiàn)象。并且觀察記錄試件的破壞特征。

4　試驗(yàn)現(xiàn)象

1)在初始階段，橋用砌體試件的變形很小，砌體中的變形主要是骨料等受力時(shí)產(chǎn)生的彈性變形。此時(shí)作用在砌體試件上的荷載相對(duì)較小，其積蓄的彈性應(yīng)變能也比較小，不能夠使加載前砌體內(nèi)自身存在的局部裂縫擴(kuò)展，裂縫處于基本穩(wěn)定的狀態(tài)，砌體試件處于彈性階段。

2)隨著荷載的增大，肉眼觀察到的第1條裂縫一般出現(xiàn)在連接中間一皮和上面一皮麻石砌塊的小石子混凝土上或橫、豎向小石子混凝土灰縫交接處和其所對(duì)著的麻石砌塊處，第一條裂縫短而細(xì)，平行于受力方向，并且在裂縫出現(xiàn)之前可聽見非常輕微的響聲，此時(shí)試件所受的荷載約為破壞荷載的65%～75%。試件第1條裂縫如圖3所示。

3)繼續(xù)加載至應(yīng)力峰值階段，砌體試件積蓄的彈性應(yīng)變能持續(xù)增加，并大于裂縫發(fā)展所需的能量，隨著荷載的逐漸加大，不斷有新的裂縫在試件的其他部位出現(xiàn)，裂縫的數(shù)量逐漸增加，與此同時(shí)，裂縫的長(zhǎng)度和寬度也逐漸增大，沿試件的縱向，但未連貫起來，砌體內(nèi)裂縫不斷發(fā)展延伸，此時(shí)可以清楚的聽到試件開裂的聲音。裂縫發(fā)展如圖4所示。

4)應(yīng)力峰值階段后，砌體試件的裂縫繼續(xù)充分發(fā)展，窄面的裂縫寬度不斷加大，在試件內(nèi)部逐漸形成了貫通的裂縫群，試件寬面也沿著連接中間一皮左、右2個(gè)麻石砌塊的小石子混凝土豎向灰縫逐漸形成貫通的裂縫。砌體試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到的破壞越來越嚴(yán)重，可以傳遞荷載的傳遞路線持續(xù)減少，試件的承受荷載不斷降低，并伴有砌塊壁發(fā)生外鼓的現(xiàn)象。由于砌體的脆性破壞特征，隨著一聲很大的響聲，能量瞬間釋放，裂縫突然擴(kuò)展，砌體試件的窄面出現(xiàn)至少1條從頂部到底部的貫通裂縫，將砌體試件分割成幾個(gè)部分，部分砌體砌塊甚至被壓潰脫落，此時(shí)認(rèn)為砌體試件已經(jīng)喪失繼續(xù)承載能力。砌體試件破壞如圖5所示。

5　試驗(yàn)結(jié)果分析

5.1試驗(yàn)結(jié)果

本試驗(yàn)應(yīng)用上述試驗(yàn)設(shè)備裝置，6個(gè)試件均測(cè)到了比較完整的數(shù)據(jù)。6個(gè)試件分別的荷載-位移曲線如圖6所示，6個(gè)試件數(shù)據(jù)平均值的荷載-位移曲線如圖7所示。

圖3　砌體試件的第1條裂縫Fig.3 First crack of masonry specimens

圖4　裂縫的發(fā)展Fig.4 Development of cracks

圖5　砌體試件的破壞Fig.5 Failure of masonry specimens

圖6　6個(gè)試件分別的荷載-位移曲線Fig.6 Six specimens respectively load-displacement curves

圖7　6個(gè)試件數(shù)據(jù)平均值的荷載-位移曲線Fig.7 Six specimens date average load-displacement curve

5.2結(jié)果分析

5.2.1根據(jù)曲線各階段分析

OA段：A點(diǎn)位于(0.65～0.75)Pc處，OA段橋用砌體試件的變形很小，可以認(rèn)為處于彈性受力階段，荷載-位移曲線基本為一直線段。

AB段：超過A點(diǎn)至B點(diǎn)，為裂縫產(chǎn)生階段，試件內(nèi)部有微弱響聲，出現(xiàn)第1條可見裂縫。從曲線上看，此階段砌體的塑性表現(xiàn)不明顯。

BC段：曲線斜率逐漸減小，砌體試件出現(xiàn)一定的塑性變形，裂縫逐漸擴(kuò)展并且裂縫數(shù)量增加，試件內(nèi)發(fā)出清晰的劈裂聲。

CD段：曲線進(jìn)入下降段，峰值點(diǎn)后裂縫繼續(xù)擴(kuò)展，形成裂縫群。試件承載力急劇下降，荷載-位移關(guān)系發(fā)生變化，直到曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn)D，由向上凸變成向下凹。

DE段：D點(diǎn)過后，裂縫逐漸連接起來，試件的承載力繼續(xù)不斷下降，其主要靠裂縫間骨料與骨料間的咬合力和破壞帶之間的摩擦力提供。隨著從頂部到底部的貫通裂縫的形成，能量瞬間釋放，試件在E點(diǎn)處發(fā)生脆性破壞。

5.2.2初裂性能分析

橋用砌體砌塊單軸受壓下的初裂即標(biāo)準(zhǔn)試件某部位由于泊松效應(yīng)產(chǎn)生的橫向拉應(yīng)變超過了其極限拉應(yīng)變。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出，試件初裂位置出現(xiàn)在連接中間一皮和上面一皮麻石砌塊的小石子混凝土上或橫、豎向小石子混凝土灰縫交接處和其所對(duì)著的麻石砌塊處。此處的小石子混凝土在砌筑時(shí)難以保證飽滿，在荷載作用下容易首先成為薄弱部位而開裂，為了限制小石子混凝土的開裂，其所對(duì)著的麻石砌塊也會(huì)產(chǎn)生比較集中的拉應(yīng)力，從而其橫向應(yīng)變較早的超過極限拉應(yīng)變而開裂。此外，根據(jù)前面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，組成橋用砌體的小石子混凝土的彈性模量遠(yuǎn)大于麻石，而其泊松比小于麻石，這也是在此處產(chǎn)生初裂的原因。因此，在上部承壓面找平水平相同的情況下，影響橋用砌體初裂的主要因素是組成橋用砌體的材料的性質(zhì)和小石子混凝土的砌筑飽滿度。

此外，橋用砌體的初裂荷載為破壞荷載的65%～75%，這表明橋用砌體的脆性很大，在開裂后不久就達(dá)到了極限荷載。

5.2.3破壞機(jī)理分析

橋用砌體在軸向壓力作用下破壞的主要原因是其豎向裂縫的開展。其中剪切作用產(chǎn)生的錯(cuò)位滑移和拉伸作用導(dǎo)致的斷裂是引起材料受壓作用下破壞的原因。試件在產(chǎn)生初裂縫后，隨著荷載的不斷增大，裂縫迅速擴(kuò)展貫通，砌體試件內(nèi)部損傷不斷增大，導(dǎo)致其整體工作性能發(fā)生破壞。

5.2.4極限承載力分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得6個(gè)橋用砌體試件的極限荷載的平均值是2 252 kN。根據(jù)《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》中公式(3-2)和(3-13)估算的極限荷載是2 500 kN。理論公式值和試驗(yàn)值基本吻合，試驗(yàn)值略低可能跟試件的施工工藝和砌筑質(zhì)量有關(guān)。

5.3應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€方程

對(duì)試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行無量綱化處理，其無量綱坐標(biāo)用x=ε/εc,y=σ/σc表示，其中σc和εc為試件的峰值應(yīng)力和其相對(duì)應(yīng)的應(yīng)變，得到的曲線如圖8所示。

圖8　6個(gè)試件分別的應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.8 Six specimens respectively stress-strain curve

圖9　6個(gè)試件數(shù)據(jù)平均值的應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.9 Six specimens date average stress-strain curve

由圖9可見，試驗(yàn)測(cè)得的橋用砌體的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的上升段和下降段有明顯的區(qū)別，參考文獻(xiàn)[14-16],這里用兩段式方程對(duì)曲線進(jìn)行擬合。

(1)

將試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，用最小二乘法計(jì)算擬合，得到擬合方程的待定參數(shù)值和相關(guān)系數(shù)R2值見表1。

表1擬合方程的待定參數(shù)值和相關(guān)系數(shù)值

Table 1 Parameters of fitting equation and its correlation coefficient

曲線參數(shù)待定參數(shù)值相關(guān)系數(shù)值上升段a0.990780.98429下降段b1.00436c0.43212d1.06186f0.012800.98537

由表1可知，擬合方程曲線和試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線吻合良好，其相關(guān)系數(shù) 均在0.98以上。將表1的參數(shù)代入公式(1)，并將擬合公式曲線和試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線對(duì)比，如圖10所示，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，二者吻合良好。

圖10　試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線和擬合公式曲線對(duì)比圖Fig.10 Comparison between test data and fitting formula stress-strain curve

6　結(jié)論

1)本試驗(yàn)設(shè)備裝置在測(cè)量橋用砌體的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€中是有效的。20 000 kN級(jí)重載多功能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中試驗(yàn)壓力機(jī)的自身剛度，再加上剛性輔助裝置，足以控制并測(cè)得橋用砌體應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的下降段。

2)橋用砌體和其他砌體一樣，具有脆性破壞特征，并且脆性很大，在開裂后不久就可達(dá)到極限荷載，裂縫擴(kuò)展迅速，并形成從頂部到底部的貫通裂縫，將砌體試件分割成幾個(gè)部分。

3)橋用砌體的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的總體形狀與其他砌體的相似，均由上升段和下降段組成，上升段接近于直線，下降段較陡。

4)在上部承壓面找平水平相同的情況下，影響橋用砌體初裂的主要因素是組成橋用砌體的材料的性質(zhì)和小石子混凝土的砌筑飽滿度。

5)橋用砌體的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€宜采用兩段式方程進(jìn)行擬合。本文提出的本構(gòu)關(guān)系表達(dá)式(1)能較好地?cái)M合試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線(表達(dá)式中的參數(shù)可按表1取值)，吻合度較高，可以作為相關(guān)研究的參考依據(jù)。

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Experimental study on axial compression stress-strainfull curves of the masonry for bridge

CAI yong, Lü Xiaoyong, LI Dejian, YU Zhiwu

(School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China)

In order to explore the deformation characteristics of compressed masonry for bridge and establish its constitutive relationship, an experimental research was carried out on 1-group masonry for bridge standard test piece under axial compression, 20000KN grade heavy duty multifunctional structure experimental system . The rigid elements were adopted to the experiment which was based on the standard test method. In order to avoid sudden failure of the masonry specimens in descending segment as far as possible, the loading method of displacement control of constant rate was used in descending segment of stress-strain curve, and the auxiliary rigid element was adopted. The crack characteristic, the deformation characteristic, the ultimate bearing capacity under axial compression and ideal stress-strain full curves were obtained. The research results show that the failure process of the masonry for bridge is similar to other masonry, it has significant brittle characteristics. Based on the experimental phenomena, the experimental data and the experimental results，the compressive constitutive relationship of the masonry for bridge is proposed. The curves equation is the sectional form. By fitting the experimental data, the result shows that the constitutive relationship is very close to the experimental results. It is simple and practical, and it can provide a reference for the nonlinear analysis of practical engineering.

the masonry for bridge；experimental research; stress-strain full curves；constitutive relationship

2015-10-21

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51078354)；湖南交通科技項(xiàng)目(200819)

蔡勇(1968-)，男，湖南益陽人，副教授，博士，從事橋梁工程與砌體結(jié)構(gòu)研究； E-mail：caiyong@.csu.edu.cn

TU502+.6

A

1672-7029(2016)08-1600-07