轻质混凝土动力疲劳特性研究

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摘 要

论文作者签名：＿＿＿＿＿导师签名：＿＿＿＿日期：＿＿＿＿

轻质混凝土动力疲劳特性研究

21813120 梁孝东

指导教师 缪林昌 教授

摘要

上世纪80年代以来，随着城镇化的不断发展，城市汽车数量持续增加，交通拥堵问题成为城市发展的严峻挑战，而解决这一问题最常用也是最有效的方法便是发展公共轨道交通——地铁。本文主要研究了一种新型地铁道床材料的动力疲劳特性。首先，主要对轻质混凝土试样开展了2200万次循环荷载试验，分析了其荷载-位移曲线。其次，研究了其阻尼比与动弹性模量与振次、荷载和频率之间的关系。结果表明，随着循环荷载的持续作用，轻质混凝土的荷载-位移曲线相对集中，其阻尼比和动弹性模量基本保持稳定；随着荷载和频率的增加，轻质混凝土的阻尼比增加，而动弹性模量有所减小。分析机理可知，混凝土中轻质材料与水泥固化物的界面结合作用强度对阻尼比有显著的影响，结合作用越弱，其阻尼比越大；混凝土中裂纹的发展越多，其弹性承载力越低，动弹性模量也越低。

关键词：轻质混凝土；荷载-位移关系；阻尼比；动弹性模量

Study on Dynamic Fatigue Characteristics of Lightweight Concrete

21813120 LIANG Xiao-dong

Supervised by MIAO Lin-chang

Abstract

Since the 1980s, with the continuous development of urbanization, the number of urban cars continued to increase, traffic congestion has become a serious challenge to urban development. To solve the problem, the most common and effective way is to develop public rail transit - the subway. In this paper, a new type of metro bed material and its dynamic fatigue characteristics are studied. Firstly, 22 million cyclic loading tests of the lightweight concrete sample was carried out and we analyzed the load-displacement curve of the lightweight concrete sample. Then we studied the relationship between damping ratio and dynamic modulus of elasticity and vibration frequency, load and frequency. The results show that the load-displacement curves of lightweight concrete are relatively concentrated with the increase of vibration frequency, and the damping ratio and dynamic modulus of elasticity are basically stable. With the increase of vibration load and frequency, the damping ratio increases, but the dynamic modulus of elasticity decreases. The interfacial binding strength between lightweight material and cement solidified material has a significant effect on the damping ratio. The weaker the strength is, the greater the damping ratio is. With the development of cracks in concrete, the elastic bearing capacity decreases and the dynamic elastic modulus decreases.

Key words： lightweight concrete; load-displacement relationship; damping ratio; dynamic modulus of elasticity

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内外研究现状 4

1.2.1减振隔振措施研究 4

1.2.2轻质混凝土的应用研究现状 5

1.2.3阻尼比和动弹性模量研究 7

1.2.4存在的问题 8

1.3主要研究内容及技术路线 9

1.3.1研究内容 9

1.3.2研究方法和技术路线 9

第二章 动力疲劳试验 10

2.1试样制备 10

2.1.1制备材料 10

2.1.2材料配比 11

2.2试验设备 11

2.3试验方案 12

2.4试验原理 12

2.5试验结果分析 13

2.6本章小结 20

第三章 轻质混凝土的阻尼比研究 21

3.1阻尼比分析 21

3.2机理分析 25

3.3本章小结 26

第四章 轻质混凝土的动弹性模量研究 27

4.1动弹性模量分析 27

4.2机理分析 31

4.3本章小结 32

第五章 结论与展望 33

5.1结论 33

5.2论文主要创新点 33

5.3展望 34

参考文献 35

致谢 37

第一章 绪论

1.1研究背景

随着社会经济的不断发展，家庭可支配收入逐年增加，汽车成为每个家庭都会考虑购买的代步工具，城市汽车拥有量的持续增长随之而来的就是交通拥堵问题。为了有效地解决这一问题，目前最常用也是最有效的方法之一便是修建地铁。

地铁拥有众多优点：一方面地铁的运行速度较快，且准点率高，运营干扰因素少，比较稳定，一般不会出现交通停滞状况，能够节约城市居民的时间且不耽误出行计划；另一方面，地铁的载运量比公交车要大，所以运营效率高；此外，地铁还能够充分地利用城市地下空间，并且具有一定的隐蔽性，从而改善城市地面交通面貌。

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