论文题目：钢管粉煤灰混凝土的超短期徐变和轴压应力应变关系
摘要：钢管混凝土组合构件,因其承载力高、抗震性能好、施工方便、经济性能优等特点,已经成为土木工程领域广泛应用的组合形式。同时粉煤灰作为水泥的可替代材料,研究粉煤灰混凝土在组合结构中的应用不仅对节约资源保护环境有重要意义,同时也符合土木工程可持续发展的理念。作为结构时效问题的研究重点,徐变对钢管混凝土结构的力学性能具有显著的影响。持续荷载作用下,核心混凝土的徐变会影响钢管与混凝土之间的界面粘结,钢管混凝土结构的力学性能也随之发生变化。目前对粉煤灰混凝土及钢管粉煤灰混凝土的徐变及徐变后力学性能缺少系统性的研究,对此,本文从混凝土粘弹性发展的角度出发,开展了一系列的试验和理论研究。主要研究内容如下:（1）基于28天养护龄期的粉煤灰混凝土等强度设计,完成三种粉煤灰掺量（0%、20%、40%）的C60混凝土配制。以不同的持荷时间和粉煤灰掺量为主要影响参数,对C60粉煤灰混凝土试件,进行超短期徐变及徐变恢复试验。通过数据分析,得到粉煤灰混凝土起始变形、徐变、滞后恢复变形、名义残余变形以及加卸载弹性模量的变化及发展规律。为了更为纯粹的反映材料自身的粘弹性性能,将持荷时间控制在秒、分、时三个时间维度。（2）将既有的徐变及徐变恢复模型计算结果与试验结果进行对比分析,指出既有模型在超短期徐变预测方面的特点和差异。基于分数阶粘弹性理论,提出了超短期徐变及徐变恢复的统一计算模型,并结合粉煤灰混凝土的试验结果对分数阶粘弹性模型进行验证及参数分析。最终得到以持荷时间和粉煤灰掺量为变量的分数阶粘弹性徐变及徐变恢复预测模型。（3）为了系统性地研究粉煤灰混凝土在结构中的应用,以相同粉煤灰混凝土配合比制备钢管粉煤灰混凝土。同样完成秒、分、时三个时间维度的超短期徐变及徐变恢复试验,从而得到组合构件的各种特征变形和加卸载组合弹性模量的变化规律。（4）将已获得的粉煤灰混凝土分数阶徐变及徐变恢复预测模型引入到组合构件中,并将试验结果与既有的钢管混凝土徐变及徐变恢复模型进行对比分析,讨论既有模型的适用性。同时在低应力级别作用下,考虑到组合构件的粘弹性发展规律,提出了组合构件的超短期徐变及徐变恢复的统一分数阶粘弹性模型,并结合试验数据进行参数分析。（5）建立超短期徐变后的粉煤灰混凝土及钢管粉煤灰混凝土的应力应变关系。首先按照相关规范对徐变恢复后的试件和参比用试件进行破坏性试验,得到了应力应变关系曲线以及峰值应力、峰值应变等特征点的变化规律。建立了粉煤灰混凝土及核心约束粉煤灰混凝土的塑性损伤（CDP）模型,并通过有限元模拟以验证该模型的准确性。
关键词：粉煤灰混凝土;钢管粉煤灰混凝土;超短期徐变;徐变恢复;塑性损伤;应力-应变关系
学科专业：结构工程
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状
1.2.1 粉煤灰混凝土徐变及徐变恢复研究现状
1.2.2 粉煤灰混凝土徐变后力学性能研究现状
1.2.3 钢管粉煤灰混凝土徐变及徐变后力学性能研究
1.3 研究内容和创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 本文创新点
2 粉煤灰混凝土超短期徐变试验及模型分析
2.1 粉煤灰混凝土超短期徐变试验
2.1.1 FAC材料及配合比设计
2.1.2 超短期徐变试件的设计及制备
2.1.3 超短期试徐变试验装置及方案
2.2 粉煤灰混凝土超短期徐变试验结果分析
2.2.1 FAC试件的收缩变形
2.2.2 FAC试件的起始变形
2.2.3 FAC试件的徐变变形
2.3 分数阶超短期徐变模型
2.3.1 经典徐变模型的计算
2.3.2 粘弹性模型的选取
2.3.3 Maxwell分数阶超短期徐变模型的建立
2.3.4 模型验证及参数分析
2.4 本章小结
3 粉煤灰混凝土超短期徐变恢复试验及模型分析
3.1 超短期徐变恢复试验
3.1.1 超短期徐变恢复试验的基本原则
3.1.2 超短期徐变恢复试验的试验装置及方案
3.2 粉煤灰混凝土徐变恢复试验结果分析
3.2.1 FAC试件的瞬时恢复变形
3.2.2 FAC试件的徐变恢复变形
3.2.3 FAC试件的残余变形
3.3 分数阶超短期徐变恢复模型
3.3.1 徐变恢复经典模型的计算
3.3.2 Maxwell分数阶超短期徐变恢复模型的建立
3.3.3 模型验证及参数分析
3.4 本章小结
4 钢管粉煤灰混凝土超短期徐变及徐变恢复试验及模型分析
4.1 ST-FAC超短期徐变及徐变恢复试验
4.1.1 ST-FAC试件的设计及制备
4.1.2 ST-FAC超短期徐变及徐变恢复试验方案
4.1.3 ST-FAC超短期徐变持荷应力的设计
4.2 ST-FAC超短期徐变及徐变恢复试验结果分析
4.2.1 ST-FAC超短期徐变试验结果分析
4.2.2 ST-FAC超短期徐变恢复试验结果分析
4.3 ST-FAC分数阶短期徐变模型
4.3.1 既有钢管混凝土徐变及徐变恢复模型计算
4.3.2 ST-FAC分数阶粘弹性模型
4.3.3 模型验证及参数分析
4.4 本章小结
5 FAC及 ST-FAC超短期徐变后CDP模型分析
5.1 FAC及 ST-FAC轴压破坏试验
5.1.1 FAC及 ST-FAC轴压破坏试验方案
5.1.2 FAC轴压应力应变试验结果分析
5.1.3 ST-FAC轴压应力应变试验结果分析
5.2 徐变后FAC轴压应力-应变曲线模型
5.2.1 FAC轴压破坏应力-应变曲线模型的建立
5.2.2 FAC轴压塑性损伤本构的有限元建模
5.2.3 FAC有限元模型的验证
5.3 徐变后ST-FAC轴压应力-应变曲线模型
5.3.1 ST-FAC核心混凝土轴压应力应变模型
5.3.2 ST-FAC轴压塑性损伤的有限元建模
5.3.3 ST-FAC有限元模型的验证
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献