混凝土复习题

第一篇混凝土的力学性能

1基本力学性能

1.混凝土力学性能复杂多变的根本原因：

混凝土是一种非均质，不等向，且随时间和环境条件而变化的多相混合材料。

2.混凝土结构的主要成分

成分：固体颗粒（粗骨料，未水化水泥团，杂质），硬化水泥砂浆（细骨料，水泥，水，三样成分反应后形成的条带状或网状结构），气孔和缝隙。

3.混凝土非均质，不等向性质的根本原因

粗骨料和水泥砂浆的随机分布，以及两者的物理力学性能的差异。

4.理解：当混凝土承受不同方向的应力的时候，其强度以及变形值是不同的（浇筑过程中，

由于相对较重的骨料下沉，而水泥砂浆以及气泡等相对较轻的组分上浮，造成整体的不均匀，因此以加载时最容易破坏的方向作为混凝土的加载方向）。

5.混凝土微观裂缝的产生原因？

答：首先是收缩应力，水泥在水化过程中形成的水泥浆硬化并粗骨料形成一个整体，在此过程中水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料，因此收缩变形差使得粗骨料受压而砂浆受拉；其次，粗骨料和水泥砂浆的热工性能有差别，当温度变化，二者的温度变形差会因为其相互约束而产生温度应力场；最后在应力的长期作用下，由于二者的徐变不同，会使得混凝土内部发生应力重分布；另外就是气孔和缝隙的存在会造成局部的应力集中现象。

6.混凝土在受力作用下的变形规律

答：当混凝土的应力较低时，骨料的弹性变形占主要部分，总变形很小；随着应力的增大，水泥凝胶体的粘性流动变形逐渐加速增长；接近混凝土极限强度时，裂缝的变形才明显显露，但其数量级大，很快就超过其他变形成分。在应力峰值之后，随应力的下降，骨料的弹性变形开始恢复，凝胶体的流动减小，而裂缝的变形却继续加大。

7.混凝土的单轴抗拉抗压强度，以及峰值应变之间的关系

答：单轴抗拉与抗压强度的比值约为1：10，而峰值应变比为1:20；

8.混凝土裂缝发展的三个时期

答：微裂缝相对稳定期（0.3~0.5）,压应力较小，有些裂缝的尖端因为应力集中而沿着界面发展，但是宏观无明显变化；稳定裂缝发展期（0.75~0.9）,裂缝由交界面发展，渐次进入水泥砂浆，裂缝形态保持基本稳定；不稳定裂缝发展期，产生平行于压应力方向的劈裂裂缝，纵向的通缝将试件分隔成数个小柱体，承载力下降而导致混凝土最终破坏。

9.何为标准立方体抗压强度

答:标准试件取为边长150mm的立方体，放入标准养护室（20+-3）相对湿度大于90%；

28天龄期后取出试件，沿浇注的垂直方向连续施加压力直至试件破坏。试件的破坏荷载除以承压面积，即为标准立方体抗压强度。

10．实际对混凝土进行单轴加载时的情况是怎么样的，同时客观条件对其抗压强度有什么影响？

答：试验机通过钢垫板对混凝土试块经行加载，由于垫板的刚度是有限的，同时考虑到时间内部和表层状态和材料性能差别，致使试件承压面上的压应力分布不均匀。同时，由于钢垫板和试件混凝土的弹性模量和泊松比不同，因此在应力作用下的横向变形不同，也就是说钢垫板约束了试件的横向变形，因此在时间的承压面上作用着水平摩擦力，这个水平摩擦力的存在，客观提高了试件混凝土的抗压承载力。（采用棱柱体来消除影响）

10.为什么采用棱柱体试件可以更好反映混凝土单轴受压的情况？

答：因为圣维南原理指出，加载面上的不均匀垂直应力和总和为零的水平应力，只影响试件端部的局部范围（高度约等于试件的宽度），中间部分已经接近于均匀的单轴受压应力情况

11.关于混凝土在轴压作用末段下的裂缝开展

答：混凝土棱柱体受压试件发生宏观斜裂缝破坏现象，只能在应力-应变曲线的下降段，且在应变超过峰值应变约2倍后，属于后期破坏形态，只影响混凝土的残余强度和变形情况。混凝土达到棱柱体抗压强度时，试件内部主要存在纵向裂缝或称劈裂裂缝，将试件分隔成离散的小柱体而控制其承载力。

12.小点：混凝土的弹性模量呈现出随着其强度而单调增长的情况。

13.关于泊松比：开始受力阶段，当应力较小时，割线泊松比与切线泊松比大致相同处于

0.16~0.23之间，取作0.2；当混凝土内部形成非稳定裂缝后，泊松比飞速发展。

14.混凝土应力应变曲线的下降段反映了混凝土的什么性质？

答：下降段表明其峰值应力后的残余强度；曲线的形状与曲线下的面积反映了其塑性变形能力。

15.为什么很难获得混凝土应力-应变曲线的下降段？

答：根本原因是试验机的刚度不足。试验机本身在加载过程中发生变形，储存了很大的弹性应变能。当试件的承载力下降时，试验机因受力减小恢复变形，即刻释放能量，将试件急速压坏。

解决方法：1）应用电液伺服阀控制的刚性试验机直接进行试件等应变速度加载；

2）在普通液压试验机上附加刚性元件，使试验装置的总体刚度超过试件下降段的最大线刚度，可防止混凝土急速破坏。

16.比较计算正截面承载力所用的公式与棱柱体轴心受压的不同？

答：比起棱柱体轴心受压，正截面承载力所采用的混凝土压应力-应变曲线更丰满，峰值应变更大，曲面下面积更大。这里考虑了实际工程中的结构构件一般具有应变梯度，箍筋约束，龄期较长等有利因素。

17.混凝土抗拉强度的三种试验方法？

答：棱柱体轴拉试验；立方体劈裂试验；棱柱体抗折试验

18.小点：混凝土的拉压强度可以看出，当采取措施增强混凝土的抗压强度时，其抗拉强度

提高的幅度较小，表明混凝土的性质更脆。另一方面，如果增强了混凝土的抗拉强度，则有利于提高混凝土的抗压强度。

19.关于混凝土试件受拉过程中泊松比的变化同受压有什么不同？

答：在开始阶段同受压情况，但是当应力接近抗拉强度时，试件的纵向拉应变加快增长，而横向压缩变形使得材料更加紧密，增长速度减慢，故泊松比值逐渐减小。

20.解释混凝土单轴受拉下降段的原因

答：试件开裂后，截面中间的有效受力面积不断地缩小和改变形状，其形心与荷载位置不再重合，成为事实上的偏心受拉，促使裂缝更快发展将试件拉断。因此下降段的原因主要是截面上的有效受力面积的减小，在受力面积上的真实应力并不降低。这个是不同于混凝土受压的应力应变下降段的。后者是由于试件上出现众多的纵向裂缝，以至形成斜裂缝等原因，使得全截面上各处的承载力普遍降低。因此受拉的下降段应力指的是按照初始截面面积来计算的平均应力。

21.关于混凝土受压与受拉的平均压应变的理解

答：当受压时，沿纵向的破坏区长度与截面有同等尺寸而稍大，可以用平均压应变表示，而受拉试件的裂缝和断口只发生在一个截面上，使得试件的变形或裂缝宽度增大，试件的受拉应变已无确切定义，应以变形量或者裂缝宽度来表示，或者两条裂缝范围内的平均应变来表示。

22.混凝土抗剪强度测定的几种方法：1）矩形短梁直接剪切；2）单剪面Z形构建；3）缺

口梁四点受力；4）薄壁圆筒受扭；5）二轴拉压。

第二章主要因素的影响

1. 工程混凝土影响因素有哪些？

答：1）荷载的重复加卸载作用；2）构件截面的非均匀受力；3）非28天龄期加载；4）荷载的长期持续作用

2. 小点：沿着重复荷载下混凝土应力-应变曲线的外轮廓描绘所得的光滑曲线称为包络线。各种重复荷载下的包络线都与单调加载的全曲线十分接近

3. 解释共同点轨迹线和稳定点轨迹线

答：在重复荷载试验中，从包络线上任一点卸载后再加载，其交点称为共同点。将多次加卸载得到的共同点，用光滑曲线依次相连，即为共同点轨迹线。

重复荷载试验中，在预定应变值下经过多次加卸载，混凝土的应力不再下降残余应变不再加大，卸载-再加载曲线成为一稳定闭合环，环的上端点称为稳定点。