=470МПа/с);

=470МПа/с);

=470МПа/с).

Рис.1 Влияние вида напряженного состояния, уровня напряжения ?2 и скорости нагружения на границы микротрещинообразования и прочность бетона при одноосном и двухосном сжатии.

? Оценка границ микротрещинообразования.

можно принимать за максимальное динамически приложенное напряжение, последствие действия которого после разгрузки не оказывает влияние на прочностные и деформативные характеристики бетона конструкции при дальнейшей работе на основное сочетание нагрузок.

Параметрические точки не только определяют этапы микротрещинообразования, но также позволяют произвести разделение диаграммы деформирования бетона на участки, соответствующие этапам деформирования с преобладанием тех или иных компонентов деформаций (упругие, пластические 1-го и 2-го вида, псевдопластические) в составе полной деформации бетона. При анализе влияния скорости нагружения на модуль продольных деформаций такое представление диаграммы имеет особое значение. Можно сделать предположение, которое находит экспериментальное и теоретическое подтверждение, что модуль деформаций наиболее чувствителен к скорости нагружения на этапе деформирования с преобладанием пластических деформаций.

Границы микротрещинообразования бетона были определены на основании анализа диаграмм «?1-?1», «?1-?2», значений дифференциального коэффициента поперечных деформаций ?, по графикам изменения объемных деформаций Q.

В то же время было зафиксировано, что изменение верхней границы микротрещинообразования при динамике по сравнению со статикой при

повышается с увеличением уровня напряжения ?2 (рис.1).

с учетом вида напряженного состояния, уровня напряжения ?2 и скорости роста напряжений запишем следующим образом:

– коэффициент динамического упрочнения;

не превысит 10%) ;

- относительный уровень напряжения ?2.

с учетом вида напряженного состояния, уровня напряжения ?2 и скорости роста напряжений запишем следующим образом:

– коэффициент динамического упрочнения;

- функция, учитывающая влияние уровня напряжения ?2 на изменение

верхней границы микротрещинообразования при повышении скорости роста напряжений.

, где А, В – коэффициенты, назначаемые в

?зависимости от скорости роста напряжений (Определены для всего диапазона повышенных скоростей на основании специального расчета по результатам настоящего экспериментально-теоретического исследования).

- функция, учитывающая влияние уровня напряжения ?2 на изменение верхней границы микротрещинообразования при статическом нагружении. Коэффициенты в (2), (3) определены по результатам аппрокимации результатов экспериментальных данных с использованием программы MS Exell при величине достоверности аппроксимации 0,95;

; Rb – призменная прочность бетона.

? Результаты экспериментальной оценки влияния вида напряженного состояния и скорости нагружения на деформативные свойства бетона.

В работе показано, что как при статическом, так и при динамическом нагружении вид напряженного состояния и уровень напряжения ?2 не влияют на начальный модуль продольной деформации. Диаграммы деформирования для различных ?2/Rb cовпадают до определенного уровня ?1, зависящего от ?2/Rb. Затем кривые расходятся, но при этом стремятся сохранить параллельность между собой характерных участков диаграммы (для данной скорости роста напряжений). В то же время, с увеличением уровня ?2 изменяется протяженность этих участков и величины напряжений и деформаций, соответствующие их границам, которые определяются значениями нижней и верхней границей микротрещинообразования.

Кроме того, с увеличением ?2/Rb отмечено повышение предельных продольных деформаций. Так, например, увеличение предельной деформации

при ?2=0,6Rb по сравнению с одноосным сжатием доходит до 60%.

Основной особенностью динамической диаграммы деформирования по сравнению со статической является увеличение продолжительности начального прямолинейного участка, что свидетельствует о расширении диапазона квазиупругой работы бетона. Кроме того, наблюдается в целом спрямление динамической диаграммы. Такое изменение вида диаграммы свидетельствует об изменении по мере увеличения скорости нагружения соотношения между компонентами полной деформации: упругой, пластической и псевдопластической. Возрастает доля упругих деформаций в ущерб развитию пластических.

Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что скорость нагружения не влияет на начальный модуль продольной деформации. В то время как, в интервале между границами микротрещинообразования влияние скорости нагружения на дифференциальный модуль деформации существенно. Отношение Еd/E может достигать 1,5 и более. За верхней границей микротрещинообразования значения дифференциального модуля деформации при динамике стремятся сравняться со значениями, полученными при статике.

(величина напряжения, отнесенная к прочности для данной скорости нагружения) они оказываются практически одинаковыми. Иными словами, соотношение поперечных и продольных деформаций для схожих этапов деформирования и разрушения, не зависят от скорости нагружения.

Известно, что при сложном нагружении в условиях двухосного сжатия развитие деформаций в направлении действия ?2 и в свободном направлении происходит с разными коэффициентами поперечных деформаций (?31>?21), а величины предельных поперечных деформаций в свободном направлении больше, чем в направлении действия ?2 (?3,u> ?2,u).

В целом, качественно повторяя картину деформирования при статике, процесс развития поперечных деформаций при динамическом нагружении

Рис.2. Аппроксимация результатов экспериментальных Рис.3 Аппроксимация результатов экспериментальных

исследований выражением (4) для статического и исследований выражением (5) для статического и

динамического нагружения при разных уровнях динамического нагружения при разных уровнях

напряжения ?2 (диаграмма «?1-?1»). напряжения ?2 (диаграммы «?1-?2» и «?1-?3»).

двухосным сжатием характеризуется меньшим различием в величинах коэффициентов ?21 и ?31 и предельных поперечных деформаций. Проявление при динамическом воздействии данной особенности соответствует представлениям о том, что при высоких скоростях не реализуется в полной мере перераспределение усилий в процессе нагружения, благодаря которому при статике поперечные деформации более интенсивно развиваются в свободном направлении. При силовом воздействии с высокой скоростью, процесс деформирования протекает с меньшей полнотой учета существующего поля напряжений, чем при статическом нагружении, и происходит выравнивание поперечных деформаций.

Экспериментальные исследования позволили назвать величины, независящие от скорости нагружения: предельную продольную деформацию, деформацию, соответствующую верхней границе микротрещинообразования, и суммарные объемные деформации. При этом следует понимать, что на образование одинакового объема микроразрушений с увеличением скорости нагружения требуется прикладывать большие напряжения. В то время как объем этих микроразрушений, соответствующих одинаковым этапам деформирования и потери прочности, не зависит от скорости нагружения.

? Обобщение результатов экспериментальных данных в зависимостях между деформациями и напряжениями.

Объем, проведенных экспериментальных исследований, позволил записать зависимость между главными напряжениями и деформациями, учитывающую вид напряженного состояния (одноосное или

двухосное сжатие), уровень напряжения ?2 и скорость нагружения: