Определение деформативных характеристик

При стандартизации методов определения деформативных

характеристик необходимо учитывать поведение материала при нагружении,

обусловленное его структурой. Так бетон при нагружении ведет себя иначе,

чем сталь и другие упругие материалы; это объясняется конгломератной

структурой бетона

Область условно-упругой работы бетона лежит от начала его

нагружения до напряжения сжатия, при котором образуются микротрещины

по поверхности сцепления цементного камня с заполнителем. Граница

упругой работы бетона соответствует наибольшему сокращению времени

прохождения ультразвукового импульса. При дальнейшем нагружении

микротрещины образуются уже в цементном камне и возникают

пластические, неупругие деформации. Развитию пластических деформаций

способствует наличие гелевой составляющей цементного камня. Верхняя

граница области развития пластических деформаций

RTV соответствует

развитию коэффициента поперечных деформаций до 0,5, т.е. до

максимального значения, теоретически возможного для сплошного тела.

При небольших напряжениях и кратковременном нагружении для

бетона характерна упругая деформация. Если напряжение превосходит 0,2-

0,3 от предела прочности, то наблюдается заметная остаточная

(пластическая) деформация (смотри рисунок 10) и полная деформация равна

сумме пластической и упругой (εполн = εупр + εпл).

Относительная деформация ε

Рисунок 10 - Кривая деформирования бетона

Зависимость относительной деформации от напряжения σ – не

прямолинейна, таким образом, для каждого напряжения существует свой

модуль упругости. За начальный модуль упругости бетона при сжатии и

растяжении принимают отношение нормального напряжения к

относительной деформации при напряжении не более 0,3 от предела

прочности. Таким образом, начальный модуль упругости представляет собой

тангенс угла наклона касательной ОА к кривой деформирования бетона.

Строительные нормы и правила (СНиП) устанавливают начальные модули

упругости бетона при сжатии и растяжении.

Призменную прочность, модуль упругости и коэффициент Пуассона

всех видов бетонов определяют по ГОСТ 24452-80. Определение проводят на

образцах-призмах квадратного сечения или цилиндрах с отношением высоты

к ширине (диаметру), равным 4, базовый 150×150×600 мм. Измерение

деформаций производят тензометром и другими приборами, с точностью

замера 1·10-5.

где у1 =

Р1

  2уе

R пр =, (49)

бЕ =, (50)

Начальное усилие обжатия образца, которое в дальнейшем принимают

за условный нуль, должно быть не более 2 % от ожидаемой разрушающей

нагрузки Рр. Нагружение должно проводиться ступенями до уровня нагрузки

(40±5) % Рр, через 10 % от Рр со скоростью нагружения (0,6±0,2) МПа/с. На

каждой ступени следует проводить выдержку нагрузки от 4 до 5 минут и

записывать показания приборов в начале и конце ступени.

При нагрузке, равной (40±5) % Рр снимают прибор с образца и

проводят дальнейшее нагружение его с постоянной скоростью до

разрушения.

Призменная прочность для каждого образца

Pр

F

где Рр – разрушающая нагрузка;

F – площадь поперечного сечения образца.

Модуль упругости и коэффициент Пуассона вычисляют для каждого

образца при уровне нагрузки, составляющей 30 % от разрушающей. Модуль

упругости

у1

е1у

- приращение напряжений от условного нуля до уровня

F

внешней нагрузки, равной 30% от разрушающей;

Р1 – соответствующее приращение внешней нагрузки;

ε1у – приращение упруго-мгновенной относительной продольной

деформации образца, соответствующее уровню нагрузки Р1=0,3Рр и

замеренное в начале каждой ступени ее приложения.

Коэффициент Пуассона рассчитывают по формуле:

м = , (51)

е1у

где ε2у – приращение упруго-мгновенной относительной поперечной

деформации образца, соответствующее уровню нагрузки Р1=0,3Рр и

замеренное в начале каждой ступени ее приложения.

Значения ε1у и ε2у рассчитывают по формулам

ε1у = ε1 - Σε1п, (52)

ε2у = ε2 - Σε2п, (53)

где ε1 и ε2 – приращения полных относительных продольных и

поперечных деформаций образца, соответствующие нагрузке Р1 = 0,3Рр и

замеренные в конце ступени приложения;

Σε1п и Σε2п – приращения относительных продольных и

поперечных деформаций быстронатекающей ползучести, полученные при

выдержках нагрузки на ступенях нагружения до уровня нагрузки Р1=0,3Рр.

Значения относительных деформаций

е1 =

∆l1

l1

; (54)

е2 =

∆l2

l2

, (55)

V =, (56)

где ∆l1 и ∆l2 - абсолютные приращения продольной и поперечной

деформаций образца, вызванные соответствующим приращением

напряжений;

l1 и l2 - фиксированные базы измерения продольной и поперечной

деформаций образцов.

Дата добавления: 2014-01-20