小灣拱壩濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的多維度試驗(yàn)剖析與工程應(yīng)用探究一、引言1.1研究背景與意義隨著我國水電事業(yè)的蓬勃發(fā)展，眾多高拱壩工程在西南、西北等水力資源豐富但地震頻發(fā)的地區(qū)相繼興建。小灣拱壩作為瀾滄江中游梯級(jí)開發(fā)的龍頭工程，是國家西部大開發(fā)云南省的首選項(xiàng)目，其壩高292m，是世界當(dāng)今在建最高的雙曲拱壩，總裝機(jī)容量達(dá)4200MW，在我國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位。小灣拱壩壩址區(qū)地震基本烈度高，地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜，工程的抗震安全問題一直是設(shè)計(jì)部門非常關(guān)注的重大技術(shù)問題之一。在高烈度地震區(qū)修建如此規(guī)模的高拱壩，國際上尚缺少先例，工程抗震安全面臨諸多新特點(diǎn)和難題，抗震設(shè)計(jì)面臨前所未有的挑戰(zhàn)。地震作用下，拱壩不僅承受巨大的水壓、自重等靜荷載，還會(huì)受到強(qiáng)烈的地震動(dòng)荷載，混凝土材料在這種復(fù)雜受力狀態(tài)下的力學(xué)性能對(duì)拱壩的抗震安全起著關(guān)鍵作用?；炷敛牧系膭?dòng)力特性研究是高拱壩抗震研究中的一個(gè)重要內(nèi)容，而混凝土在動(dòng)態(tài)荷載作用下的彎拉力學(xué)特性尤為關(guān)鍵。因?yàn)樵诘卣鹱饔孟拢皦螇误w內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力分布，壩體的上下游表面、壩踵和壩趾等部位會(huì)承受較大的拉應(yīng)力，容易出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而影響拱壩的整體穩(wěn)定性和安全性?，F(xiàn)有動(dòng)態(tài)試驗(yàn)揭示混凝土材料強(qiáng)度具有率敏感特性，隨著應(yīng)變率的提高而提高。我國《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，除水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外的混凝土水工建筑物的抗震強(qiáng)度計(jì)算中，混凝土動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)彈性模量的標(biāo)準(zhǔn)值可較其靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)值提高，混凝土動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值可取為動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的一定比例。但該規(guī)范只是基于美國等早期少量試驗(yàn)研究成果確定的，對(duì)于像小灣拱壩這樣的高壩，還需要進(jìn)行專門的試驗(yàn)研究。在進(jìn)行小灣拱壩抗震強(qiáng)度安全校核時(shí)，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)大壩混凝土在地震時(shí)已經(jīng)承受著一定荷載，作用效應(yīng)考慮了靜動(dòng)綜合作用，其材料動(dòng)態(tài)抗力的增長(zhǎng)理應(yīng)考慮初始靜載作用的影響，但在國內(nèi)外都缺乏此類試驗(yàn)研究成果。雖然此前有相關(guān)研究對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了探索，但對(duì)于高拱壩受力特征條件下，不同初始靜載和動(dòng)態(tài)加載方式對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的影響，仍缺乏深入系統(tǒng)的研究。此外，全級(jí)配混凝土在澆筑和試驗(yàn)階段要求較高，不易進(jìn)行大批量試驗(yàn)，目前工程上常用小尺寸的濕篩混凝土彎拉試驗(yàn)來替代，但兩者之間的定量關(guān)系至今仍是一個(gè)尚未解決好的難題。因此，開展小灣拱壩濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性試驗(yàn)研究具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。通過研究，可以深入了解濕篩混凝土在不同初始靜載、加載速率、加載方式以及干濕條件下的動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性，為小灣拱壩的抗震設(shè)計(jì)提供更為準(zhǔn)確可靠的材料參數(shù)和理論依據(jù)，提高拱壩在地震作用下的安全性和可靠性，同時(shí)也有助于完善混凝土材料在動(dòng)態(tài)荷載作用下的力學(xué)理論體系，為其他類似高拱壩工程的抗震設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀混凝土作為一種廣泛應(yīng)用于各類工程結(jié)構(gòu)的建筑材料，其動(dòng)態(tài)力學(xué)特性一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。早在20世紀(jì)中葉，國外就率先開展了對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)性能的探索。美國、日本和歐洲等國家和地區(qū)的科研團(tuán)隊(duì)，利用分離式霍普金森壓桿（SHPB）、液壓伺服試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備，對(duì)混凝土在沖擊、爆炸等動(dòng)態(tài)荷載作用下的力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了研究，揭示了混凝土材料強(qiáng)度具有率敏感特性，即隨著應(yīng)變率的提高，混凝土的強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo)會(huì)相應(yīng)提升。例如，美國學(xué)者在早期的研究中通過一系列的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，為后續(xù)混凝土動(dòng)態(tài)特性研究奠定了基礎(chǔ)，我國《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于混凝土動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和彈性模量取值的相關(guān)規(guī)定，也參考了美國等早期少量試驗(yàn)研究成果。隨著研究的深入，國內(nèi)學(xué)者也積極投入到混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的研究中。在過去幾十年間，眾多高校和科研機(jī)構(gòu)，如河海大學(xué)、中國水利水電科學(xué)研究院等，針對(duì)不同類型混凝土，包括水工混凝土、高強(qiáng)混凝土等，開展了大量試驗(yàn)研究和理論分析。在水工混凝土領(lǐng)域，對(duì)于高拱壩混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性研究逐漸成為熱點(diǎn)。河海大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合小灣拱壩等實(shí)際工程，對(duì)三級(jí)配混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，考慮了不同初始靜載、加載方式等因素對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)性能的影響，發(fā)現(xiàn)合適比例的初始靜載對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)極限彎拉強(qiáng)度有利，但當(dāng)超過一定上限后則會(huì)產(chǎn)生不利影響。然而，目前對(duì)于濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的研究相對(duì)較少，且存在諸多不足。一方面，雖然工程上常用濕篩混凝土彎拉試驗(yàn)來替代全級(jí)配混凝土試驗(yàn)，但兩者之間的定量關(guān)系尚未得到很好的解決。不同學(xué)者的研究結(jié)果表明，全級(jí)配和濕篩混凝土在力學(xué)性能上存在一定差異，但其具體的換算關(guān)系和影響因素仍不明確。另一方面，在考慮初始靜載和動(dòng)態(tài)加載方式對(duì)濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的影響方面，研究還不夠深入和系統(tǒng)?，F(xiàn)有的研究大多集中在單一因素的影響分析，對(duì)于多因素耦合作用下的力學(xué)特性研究較少。此外，在干濕條件對(duì)濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉性能的影響方面，相關(guān)研究也較為匱乏，難以滿足實(shí)際工程的需求。在混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的研究中，試驗(yàn)設(shè)備和方法也在不斷發(fā)展和完善。早期主要采用簡(jiǎn)單的加載設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，SHPB裝置、液壓伺服動(dòng)靜萬能試驗(yàn)機(jī)等先進(jìn)設(shè)備被廣泛應(yīng)用，能夠更準(zhǔn)確地模擬混凝土在動(dòng)態(tài)荷載下的受力情況。同時(shí)，數(shù)值模擬方法也逐漸成為研究混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的重要手段，如有限元分析軟件ANSYS、ABAQUS等，通過建立混凝土的細(xì)觀力學(xué)模型，能夠深入分析混凝土在動(dòng)態(tài)荷載作用下的內(nèi)部損傷演化和破壞機(jī)理。但數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性仍依賴于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和模型參數(shù)的合理選取，目前在模型的精度和適用性方面還存在一定的提升空間。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究旨在深入探究小灣拱壩濕篩混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性，主要研究?jī)?nèi)容涵蓋多個(gè)關(guān)鍵方面。在不同加載速率對(duì)濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉特性的影響研究中，通過設(shè)定應(yīng)變率為1??10^{-6}s^{-1}、1??10^{-5}s^{-1}、1??10^{-4}s^{-1}、1??10^{-3}s^{-1}等多個(gè)等級(jí)，全面考察濕篩混凝土試件在這些不同加載速率下的彎拉性能變化，分析應(yīng)變率與混凝土強(qiáng)度、彈性模量、泊松比以及極限彎拉應(yīng)變等力學(xué)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系。針對(duì)不同初始靜載和動(dòng)態(tài)加載方式的影響，選取0\%、40\%、80\%、90\%等不同比例的初始靜載，并采用沖擊波和變幅三角波兩種動(dòng)態(tài)加載方式。在試驗(yàn)中，先以靜載速率將荷載加載至初始靜載值，隨后施加動(dòng)態(tài)荷載，研究不同初始靜載和加載方式組合下，濕篩混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度、彎拉極限拉伸值、彈性模量以及純彎區(qū)正截面中和軸位置等力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律，明確初始靜載和加載方式對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)性能的具體影響機(jī)制。研究不同干濕條件下濕篩混凝土的靜動(dòng)態(tài)彎拉特性時(shí)，設(shè)置干態(tài)和濕態(tài)兩種環(huán)境條件，對(duì)比分析在這兩種條件下濕篩混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度等性能指標(biāo)的差異，揭示干濕環(huán)境對(duì)混凝土彎拉力學(xué)性能的作用規(guī)律，為工程實(shí)際中混凝土結(jié)構(gòu)在不同濕度環(huán)境下的應(yīng)用提供參考依據(jù)。為了明確全級(jí)配混凝土和濕篩混凝土之間的性能差異和相關(guān)性，將對(duì)兩種混凝土進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的比較研究。通過對(duì)比分析兩者的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度、靜態(tài)彈性模量、動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)彈性模量等參數(shù)，探尋它們之間可能存在的定量關(guān)系，為工程上使用濕篩混凝土替代全級(jí)配混凝土進(jìn)行試驗(yàn)提供理論支持和數(shù)據(jù)參考。此外，本研究還將運(yùn)用先進(jìn)的聲發(fā)射技術(shù)，對(duì)濕篩混凝土的靜動(dòng)態(tài)損傷過程展開研究。通過監(jiān)測(cè)聲發(fā)射參數(shù)，如振鈴計(jì)數(shù)、能量、幅度等，分析混凝土在受力過程中的內(nèi)部損傷演化規(guī)律，進(jìn)而深入剖析混凝土的破壞機(jī)理，從微觀層面揭示混凝土在動(dòng)態(tài)彎拉荷載作用下的力學(xué)行為本質(zhì)。在試驗(yàn)方法上，采用MTS322動(dòng)靜萬能試驗(yàn)機(jī)，該設(shè)備具備高精度的荷載控制和數(shù)據(jù)采集功能，能夠準(zhǔn)確模擬不同工況下的加載過程。加載方法選用簡(jiǎn)支梁三分點(diǎn)加荷法，這種加載方式符合材料力學(xué)中梁的受力原理，能夠在試件上產(chǎn)生較為均勻的純彎段，便于研究混凝土在彎拉應(yīng)力作用下的力學(xué)性能。在試驗(yàn)過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄和整理，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行深入分析，以得出具有科學(xué)性和普適性的結(jié)論。二、小灣拱壩及濕篩混凝土概述2.1小灣拱壩工程簡(jiǎn)介小灣拱壩位于中國云南省大理白族自治州南澗縣與臨滄市鳳慶縣交界的瀾滄江中游河段，是瀾滄江中下游河段規(guī)劃八個(gè)梯級(jí)中的第二級(jí)，也是該流域的龍頭工程，在整個(gè)水電開發(fā)體系中占據(jù)著極為重要的戰(zhàn)略位置。其壩址所處區(qū)域山高谷深，河谷呈“V”型，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，為拱壩的建設(shè)帶來了巨大挑戰(zhàn)。該拱壩為拋物線型雙曲拱壩，壩高292m，壩頂高程1245m，壩頂長(zhǎng)922.74m，拱冠梁頂寬13m，底寬69.49m。如此高的壩體高度，使其成為世界上最高的拱壩之一，對(duì)混凝土材料的性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了極高的要求。在壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，充分考慮了拱壩的空間受力特性，通過合理的體形優(yōu)化，使壩體能夠更有效地將水壓力等荷載傳遞到兩岸基巖，確保壩體的穩(wěn)定性。小灣拱壩壩址區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度，設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度為0.3g，屬于強(qiáng)震區(qū)。這使得工程的抗震安全問題成為設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中的關(guān)鍵技術(shù)難題。在地震作用下，拱壩不僅要承受巨大的水壓力、自重等靜荷載，還要承受強(qiáng)烈的地震動(dòng)荷載，壩體的抗震性能直接關(guān)系到工程的安全和下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。為了提高拱壩的抗震能力，在設(shè)計(jì)階段采用了先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)理念和方法，如考慮壩體與地基、庫水的動(dòng)力相互作用，優(yōu)化壩體結(jié)構(gòu)形式和材料性能等，以確保拱壩在地震作用下的安全性和可靠性。此外，小灣拱壩總裝機(jī)容量達(dá)4200MW，是國家西部大開發(fā)云南省的首選項(xiàng)目，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、改善能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。其巨大的發(fā)電量不僅為云南地區(qū)提供了充足的電力供應(yīng)，還通過西電東送工程，將電力輸送到其他地區(qū)，為國家的能源保障和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。同時(shí)，小灣拱壩的建設(shè)還帶動(dòng)了當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施建設(shè)、旅游業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。2.2濕篩混凝土的特性及應(yīng)用濕篩混凝土是將全級(jí)配混凝土經(jīng)過濕篩處理，剔除其中粒徑大于40mm的粗骨料后得到的混凝土。其粗骨料含量相對(duì)全級(jí)配混凝土有所減少，一般粗骨料含量約占混凝土重量的40%-50%，這使得其在組成結(jié)構(gòu)上與全級(jí)配混凝土存在差異。由于粗骨料粒徑的改變，濕篩混凝土的工作性能得到了一定改善。在流動(dòng)性方面，相比全級(jí)配混凝土，濕篩混凝土的流動(dòng)性更好，這是因?yàn)檩^小粒徑的骨料在相同水泥漿體包裹下，更容易相互滑動(dòng)，從而使混凝土拌合物在澆筑過程中能夠更順暢地填充模板空間。例如，在一些狹窄部位或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑中，濕篩混凝土的良好流動(dòng)性能夠保證混凝土的密實(shí)性，減少澆筑缺陷。在黏聚性方面，濕篩混凝土也表現(xiàn)出較好的特性，較小的骨料與水泥漿體之間的黏結(jié)力相對(duì)更均勻，使得混凝土在運(yùn)輸和澆筑過程中不易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，保證了混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定性。在力學(xué)性能上，濕篩混凝土與全級(jí)配混凝土也存在一定區(qū)別。一般情況下，濕篩混凝土的強(qiáng)度相對(duì)全級(jí)配混凝土略高。這是因?yàn)樵谔蕹罅焦橇虾?，混凝土?nèi)部的骨料分布更加均勻，減少了因大粒徑骨料與水泥漿體之間界面薄弱而導(dǎo)致的強(qiáng)度降低因素。同時(shí)，較小粒徑的骨料與水泥漿體的接觸面積相對(duì)增大，界面過渡區(qū)的性能得到一定改善，從而提高了混凝土的整體強(qiáng)度。然而，在抗裂性能方面，濕篩混凝土可能稍遜于全級(jí)配混凝土。由于全級(jí)配混凝土中的大粒徑骨料能夠起到一定的約束裂縫開展的作用，而濕篩混凝土中缺少了這一約束機(jī)制，在受到拉應(yīng)力等作用時(shí)，更容易出現(xiàn)裂縫。在高拱壩工程試驗(yàn)中，濕篩混凝土具有諸多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。從試驗(yàn)操作角度來看，濕篩混凝土試件尺寸較小，通常為150mm×150mm×550mm的小梁試件，相比全級(jí)配混凝土試件，其澆筑成型更加方便。在試驗(yàn)設(shè)備要求上，濕篩混凝土試驗(yàn)對(duì)設(shè)備的承載能力和加載精度要求相對(duì)較低，降低了試驗(yàn)成本和難度。這使得在進(jìn)行大量混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)時(shí)，能夠更高效、經(jīng)濟(jì)地開展。例如，在研究不同配合比、不同加載條件下的混凝土性能時(shí)，可以快速制作大量濕篩混凝土試件進(jìn)行試驗(yàn)，獲取豐富的數(shù)據(jù)。然而，濕篩混凝土在應(yīng)用中也存在局限性。由于其組成和性能與全級(jí)配混凝土存在差異，雖然在某些力學(xué)性能指標(biāo)上有相似的變化趨勢(shì)，但兩者之間的定量關(guān)系尚未完全明確。這就導(dǎo)致在將濕篩混凝土試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用于高拱壩實(shí)際工程時(shí)存在一定的不確定性。例如，在確定高拱壩混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和變形參數(shù)時(shí)，若僅依據(jù)濕篩混凝土試驗(yàn)結(jié)果，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)與實(shí)際情況存在偏差，影響拱壩的安全性和可靠性。此外，濕篩混凝土在模擬全級(jí)配混凝土在高拱壩復(fù)雜受力狀態(tài)下的性能時(shí)，也存在一定的局限性，難以完全準(zhǔn)確地反映全級(jí)配混凝土在實(shí)際工程中的力學(xué)行為。三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施3.1試驗(yàn)材料與試件制備本試驗(yàn)所用水泥為小灣拱壩工程實(shí)際使用的[水泥具體型號(hào)]水泥，其強(qiáng)度等級(jí)為[具體強(qiáng)度等級(jí)]，具有良好的膠凝性能和穩(wěn)定性，能夠?yàn)榛炷撂峁┍匾膹?qiáng)度支撐。水泥的各項(xiàng)物理力學(xué)性能指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，如凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度等，確保了混凝土質(zhì)量的可靠性。骨料采用小灣電站孔雀溝人工砂石系統(tǒng)生產(chǎn)的人工骨料。該系統(tǒng)生產(chǎn)的骨料具有良好的顆粒形狀和級(jí)配，能夠有效提高混凝土的密實(shí)性和力學(xué)性能。粗骨料最大粒徑控制在[具體粒徑]，分為特大石、大石、中石和小石四個(gè)粒級(jí)，各級(jí)配骨料的比例嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行搭配，以保證混凝土的工作性能和強(qiáng)度。細(xì)骨料為中砂，細(xì)度模數(shù)在[具體范圍]之間，含泥量低，顆粒均勻，能夠與水泥漿體充分包裹，形成良好的黏結(jié)界面。外加劑選用[外加劑具體名稱]高效減水劑和[外加劑具體名稱]引氣劑。高效減水劑能夠在不增加用水量的情況下，顯著提高混凝土的流動(dòng)性和工作性能，同時(shí)還能減少水泥用量，降低混凝土的水化熱，提高混凝土的耐久性。引氣劑則能在混凝土中引入微小氣泡，改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗凍性和抗?jié)B性。外加劑的摻量根據(jù)試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化確定，以達(dá)到最佳的使用效果。在試件制備方面，首先將水泥、骨料、外加劑和水按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行精確稱量。為確保各種材料均勻混合，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。攪拌過程嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間和攪拌速度，先將骨料和水泥干拌[具體時(shí)間]，使兩者初步混合均勻，然后加入預(yù)先溶解好外加劑的水，繼續(xù)攪拌[具體時(shí)間]，直至混凝土拌合物顏色均勻一致，無明顯的離析和泌水現(xiàn)象。濕篩混凝土試件尺寸為150mm×150mm×550mm的小梁試件。將攪拌好的混凝土拌合物分兩層裝入試模，每層裝料厚度大致相等。采用搗棒進(jìn)行人工插搗，插搗按螺旋方向從邊緣向中心均勻進(jìn)行。在插搗底層混凝土?xí)r，搗棒應(yīng)達(dá)到試模底部；插搗上層時(shí)，搗棒應(yīng)貫穿上層后插入下層20-30mm，且插搗過程中搗棒保持垂直，不得傾斜。每層插搗次數(shù)在100cm2截面積內(nèi)不少于12次，以保證混凝土的密實(shí)性。插搗后用橡皮錘輕輕敲擊試模四周，直至插搗棒留下的空洞消失為止。最后，用抹刀將試模表面多余的混凝土刮除，使試件表面與試模邊緣平齊。試件成型后，立即用不透水的薄膜覆蓋表面，以防止水分蒸發(fā)。在溫度為20±5℃的環(huán)境中靜置一晝夜至二晝夜后，進(jìn)行編號(hào)、拆模。拆模后的試件立即放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫度控制在20±2℃，相對(duì)濕度不小于95%。在養(yǎng)護(hù)期間，確保試件均勻受濕，避免試件表面出現(xiàn)干濕不均的情況，以保證試件的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。試件養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后，取出進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能試驗(yàn)。3.2試驗(yàn)設(shè)備與加載方案本試驗(yàn)采用MTS322動(dòng)靜萬能試驗(yàn)機(jī)，該設(shè)備由美國MTS公司生產(chǎn)，具備高精度的荷載控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)試件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)加載，最大靜態(tài)荷載為1000kN，最大動(dòng)態(tài)荷載為±500kN，頻率范圍為0.001-100Hz，能夠滿足本次試驗(yàn)對(duì)不同加載工況的要求。其先進(jìn)的控制系統(tǒng)可以精確設(shè)定加載速率、加載波形等參數(shù)，確保試驗(yàn)過程的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。加載方法采用簡(jiǎn)支梁三分點(diǎn)加荷法。這種加載方式依據(jù)材料力學(xué)中梁的受力原理，將試件放置在兩個(gè)支座上，在試件跨度的三等分點(diǎn)處施加集中荷載，使試件在兩個(gè)加載點(diǎn)之間的純彎段內(nèi)產(chǎn)生均勻的彎矩，而剪力為零。在這種受力狀態(tài)下，試件主要承受彎拉應(yīng)力，便于研究混凝土在彎拉應(yīng)力作用下的力學(xué)性能。試驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示，試件放置在剛性支座上，加載頭通過球鉸與試驗(yàn)機(jī)連接，以保證加載過程中力的均勻傳遞，避免因加載偏心對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。靜載試驗(yàn)加載速率設(shè)定為250N/s。該加載速率是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和前期試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)確定的，能夠較為準(zhǔn)確地模擬混凝土在實(shí)際工程中承受靜載的加載過程。在加載過程中，通過試驗(yàn)機(jī)的控制系統(tǒng)精確控制加載速率，確保荷載平穩(wěn)增加，避免出現(xiàn)加載速率波動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的干擾。同時(shí)，利用試驗(yàn)機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄荷載和位移數(shù)據(jù)，為后續(xù)分析提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。在動(dòng)載試驗(yàn)中，充分考慮了不同初始靜載和動(dòng)態(tài)加載方式的影響。初始靜載分別選取0%、40%、80%、90%四個(gè)比例，其中40%初始靜載對(duì)應(yīng)的荷載值為18.6kN，80%初始靜載對(duì)應(yīng)37.2kN，90%初始靜載對(duì)應(yīng)41.8kN。這些初始靜載值是根據(jù)前期對(duì)小灣拱壩混凝土靜態(tài)極限荷載的研究確定的，能夠較好地涵蓋實(shí)際工程中混凝土可能承受的初始靜載范圍。在試驗(yàn)時(shí)，首先以靜載速率250N/s將荷載加載至相應(yīng)的初始靜載值，使試件在初始靜載作用下達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。動(dòng)態(tài)加載方式采用沖擊波和變幅三角波兩種。沖擊波形加載速率設(shè)定為250kN/s，這種加載速率能夠模擬地震等沖擊荷載作用下混凝土的受力情況。通過試驗(yàn)機(jī)的波形發(fā)生器產(chǎn)生特定的沖擊波形，迅速施加到試件上，記錄試件在沖擊荷載作用下的力學(xué)響應(yīng)。變幅三角波形加載頻率為1Hz，每個(gè)加載臺(tái)階包含3個(gè)周期，相鄰加載臺(tái)階差值為20kN。這種加載方式能夠模擬混凝土在反復(fù)荷載作用下的受力情況，如地震作用下結(jié)構(gòu)的多次振動(dòng)。在加載過程中，通過控制系統(tǒng)按照設(shè)定的頻率、周期和荷載差值進(jìn)行加載，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試件的變形和破壞情況。在試驗(yàn)過程中，為了確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，對(duì)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了嚴(yán)格的校準(zhǔn)和調(diào)試。在每次試驗(yàn)前，檢查試驗(yàn)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，確保設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。同時(shí)，對(duì)加載裝置、傳感器等進(jìn)行檢查和安裝調(diào)試，保證加載的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)采集的可靠性。在試驗(yàn)過程中，密切關(guān)注試驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行情況和試件的受力狀態(tài)，及時(shí)處理可能出現(xiàn)的異常情況。此外，為了減小試驗(yàn)誤差，對(duì)每個(gè)工況下的試驗(yàn)均進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)，取試驗(yàn)結(jié)果的平均值作為最終數(shù)據(jù)。3.3數(shù)據(jù)采集與測(cè)量方法在試驗(yàn)過程中，對(duì)于彎拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)的采集，通過MTS322動(dòng)靜萬能試驗(yàn)機(jī)自帶的高精度荷載傳感器實(shí)時(shí)記錄加載過程中的荷載值。當(dāng)試件發(fā)生破壞時(shí)，試驗(yàn)機(jī)記錄下此時(shí)的最大荷載值F_{max}，根據(jù)材料力學(xué)中簡(jiǎn)支梁三分點(diǎn)加荷的彎拉強(qiáng)度計(jì)算公式f_{f}=\frac{3F_{max}L}{2bh^{2}}（其中L為試件跨度，b為試件寬度，h為試件高度），計(jì)算得到濕篩混凝土的彎拉強(qiáng)度。在每次試驗(yàn)中，試驗(yàn)機(jī)以設(shè)定的采樣頻率對(duì)荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，確保能夠準(zhǔn)確捕捉到荷載的變化過程，尤其是在試件臨近破壞時(shí)的荷載突變情況。彈性模量的測(cè)量采用在試件跨中底部粘貼電阻應(yīng)變片的方法。電阻應(yīng)變片與試件表面緊密粘貼，能夠準(zhǔn)確感知試件在受力過程中的應(yīng)變變化。在加載過程中，電阻應(yīng)變片的電阻值會(huì)隨著試件的應(yīng)變而發(fā)生變化，通過電阻應(yīng)變儀將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。根據(jù)胡克定律E=\frac{\sigma}{\varepsilon}（其中\(zhòng)sigma為應(yīng)力，\varepsilon為應(yīng)變），應(yīng)力\sigma可由荷載值和試件的截面尺寸計(jì)算得到，應(yīng)變\varepsilon則通過電阻應(yīng)變儀測(cè)量得到，從而計(jì)算出彈性模量。在數(shù)據(jù)采集過程中，電阻應(yīng)變儀以較高的采樣頻率對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采集，確保能夠準(zhǔn)確反映試件在不同加載階段的應(yīng)變變化情況。同時(shí)，為了減小測(cè)量誤差，在試驗(yàn)前對(duì)電阻應(yīng)變片進(jìn)行校準(zhǔn)，確保其測(cè)量精度滿足要求。泊松比的測(cè)量同樣利用在試件表面粘貼電阻應(yīng)變片的方法。在試件的側(cè)面，沿橫向和縱向分別粘貼電阻應(yīng)變片，在加載過程中，分別測(cè)量橫向應(yīng)變\varepsilon_{x}和縱向應(yīng)變\varepsilon_{y}。泊松比\nu的計(jì)算公式為\nu=-\frac{\varepsilon_{x}}{\varepsilon_{y}}。通過電阻應(yīng)變儀采集橫向和縱向應(yīng)變數(shù)據(jù)，按照公式計(jì)算得到泊松比。在測(cè)量過程中，確保電阻應(yīng)變片的粘貼位置準(zhǔn)確，并且在加載過程中保持穩(wěn)定，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，對(duì)測(cè)量得到的應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，排除因應(yīng)變片粘貼不良或其他干擾因素導(dǎo)致的異常數(shù)據(jù)。極限彎拉應(yīng)變的測(cè)量則通過在試件跨中兩側(cè)安裝位移計(jì)來實(shí)現(xiàn)。位移計(jì)與試件緊密接觸，能夠準(zhǔn)確測(cè)量試件在加載過程中的跨中位移變化。當(dāng)試件達(dá)到極限狀態(tài)發(fā)生破壞時(shí)，記錄下此時(shí)位移計(jì)的最大位移值\Delta_{max}，根據(jù)幾何關(guān)系和材料力學(xué)原理，計(jì)算得到極限彎拉應(yīng)變\varepsilon_{u}。在數(shù)據(jù)采集過程中，位移計(jì)以設(shè)定的采樣頻率對(duì)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，能夠?qū)崟r(shí)反映試件在加載過程中的變形情況。同時(shí)，對(duì)位移計(jì)進(jìn)行定期校準(zhǔn)，確保其測(cè)量精度滿足要求。此外，為了驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，在試驗(yàn)過程中還可以采用其他輔助測(cè)量方法，如通過高速攝像機(jī)拍攝試件的變形過程，與位移計(jì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。四、試驗(yàn)結(jié)果與分析4.1不同加載速率下的動(dòng)態(tài)彎拉特性在不同加載速率下，濕篩混凝土呈現(xiàn)出顯著不同的動(dòng)態(tài)彎拉特性。當(dāng)應(yīng)變率為1??10^{-6}s^{-1}時(shí)，混凝土處于準(zhǔn)靜態(tài)加載狀態(tài)，其彎拉強(qiáng)度相對(duì)較低。隨著應(yīng)變率逐漸提高到1??10^{-5}s^{-1}，混凝土內(nèi)部的微裂縫發(fā)展和擴(kuò)展速度開始發(fā)生變化。由于加載速率的增加，混凝土內(nèi)部的應(yīng)力傳播速度加快，使得微裂縫在形成和擴(kuò)展過程中受到一定程度的抑制。此時(shí)，混凝土的彎拉強(qiáng)度有所提升，這是因?yàn)樵谙鄬?duì)較快的加載速率下，混凝土內(nèi)部的骨料和水泥漿體之間的黏結(jié)作用能夠更好地發(fā)揮，抵抗外力的能力增強(qiáng)。當(dāng)應(yīng)變率進(jìn)一步提高到1??10^{-4}s^{-1}時(shí)，混凝土的彎拉強(qiáng)度提升更為明顯。在這個(gè)應(yīng)變率下，混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)響應(yīng)更加迅速，微裂縫的擴(kuò)展受到更大的阻礙。從微觀角度來看，水泥漿體與骨料之間的界面過渡區(qū)在快速加載過程中能夠承受更大的拉應(yīng)力，從而提高了混凝土的整體彎拉強(qiáng)度。同時(shí)，混凝土的彈性模量也隨著應(yīng)變率的提高而增大。這是因?yàn)樵谳^高的應(yīng)變率下，混凝土內(nèi)部的材料響應(yīng)更接近彈性狀態(tài)，變形相對(duì)較小，表現(xiàn)出更高的彈性模量。當(dāng)應(yīng)變率達(dá)到1??10^{-3}s^{-1}時(shí)，混凝土的彎拉強(qiáng)度達(dá)到一個(gè)相對(duì)較高的值。在這種高應(yīng)變率加載下，混凝土內(nèi)部的應(yīng)力分布更加不均勻，局部區(qū)域的應(yīng)力集中現(xiàn)象更為明顯。但由于加載速度極快，混凝土內(nèi)部的能量耗散方式發(fā)生改變，使得混凝土能夠在短時(shí)間內(nèi)承受更大的彎拉荷載。然而，隨著應(yīng)變率的不斷提高，混凝土的脆性特征也逐漸顯現(xiàn)。在達(dá)到極限彎拉強(qiáng)度后，混凝土試件的破壞過程更加迅速，極限彎拉應(yīng)變相對(duì)減小。這是因?yàn)楦邞?yīng)變率下混凝土內(nèi)部的微裂縫迅速擴(kuò)展并貫通，導(dǎo)致試件在較短時(shí)間內(nèi)喪失承載能力。在不同應(yīng)變率下，混凝土的泊松比在彈性階段基本保持穩(wěn)定，大約在0.2左右。這表明在彈性變形范圍內(nèi)，混凝土在橫向和縱向的變形關(guān)系相對(duì)穩(wěn)定，不受加載速率的顯著影響。但當(dāng)混凝土進(jìn)入塑性變形階段后，泊松比會(huì)隨著應(yīng)變率的變化而發(fā)生一定程度的波動(dòng)。在高應(yīng)變率下，由于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的快速響應(yīng)和損傷發(fā)展，泊松比可能會(huì)出現(xiàn)略微增大的趨勢(shì)，這反映了混凝土在高應(yīng)變率下內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜變化和損傷演化。通過對(duì)不同加載速率下濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉特性的研究，可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)變率對(duì)混凝土的強(qiáng)度、彈性模量、極限彎拉應(yīng)變和泊松比等力學(xué)性能指標(biāo)有著顯著的影響。隨著應(yīng)變率的提高，混凝土的彎拉強(qiáng)度和彈性模量逐漸增大，極限彎拉應(yīng)變減小，泊松比在彈性階段基本穩(wěn)定，塑性階段有一定波動(dòng)。這些變化規(guī)律對(duì)于深入理解混凝土在動(dòng)態(tài)荷載作用下的力學(xué)行為，以及高拱壩等工程結(jié)構(gòu)在地震等動(dòng)態(tài)荷載作用下的抗震設(shè)計(jì)和安全評(píng)估具有重要的參考價(jià)值。4.2不同初始靜載和加載方式的影響在不同初始靜載和加載方式下，濕篩混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性表現(xiàn)出復(fù)雜的變化規(guī)律。當(dāng)采用沖擊波加載時(shí)，隨著初始靜載比例從0\%增加到40\%，混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這是因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)，初始靜載的施加使得混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，骨料與水泥漿體之間的黏結(jié)力得到增強(qiáng)，從而提高了混凝土抵抗動(dòng)態(tài)荷載的能力。當(dāng)進(jìn)一步將初始靜載比例提高到80\%時(shí)，動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度達(dá)到最大值。此時(shí)，混凝土內(nèi)部的應(yīng)力分布達(dá)到一種相對(duì)優(yōu)化的狀態(tài)，能夠更有效地發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能。但當(dāng)初始靜載比例增加到90\%時(shí)，動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度反而下降。這是由于過高的初始靜載使得混凝土內(nèi)部已經(jīng)產(chǎn)生了較多的微裂縫和損傷，在動(dòng)態(tài)荷載作用下，這些損傷迅速擴(kuò)展，導(dǎo)致混凝土的承載能力降低。在變幅三角波加載方式下，初始靜載對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度的影響趨勢(shì)與沖擊波加載有所不同。當(dāng)初始靜載比例從0\%增加到40\%時(shí)，動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度顯著提高。這是因?yàn)樽兎遣虞d模擬了地震等反復(fù)荷載作用，在這種加載方式下，適當(dāng)?shù)某跏检o載能夠使混凝土在反復(fù)加載過程中更好地調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)抵抗變形和破壞的能力。然而，當(dāng)初始靜載比例超過40\%后，動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度隨著初始靜載比例的增加而逐漸降低。這表明在變幅三角波加載下，過高的初始靜載會(huì)使混凝土在反復(fù)荷載作用下更容易積累損傷，加速內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。在動(dòng)態(tài)加載方式方面，沖擊波加載和變幅三角波加載對(duì)混凝土的彎拉極限拉伸值也有不同影響。沖擊波加載時(shí)，混凝土的彎拉極限拉伸值相對(duì)較小。這是因?yàn)闆_擊波加載速率極快，混凝土內(nèi)部的應(yīng)力來不及均勻分布，在短時(shí)間內(nèi)就達(dá)到了極限狀態(tài)，導(dǎo)致試件在較小的拉伸變形下就發(fā)生破壞。而變幅三角波加載時(shí)，由于加載過程是一個(gè)反復(fù)加載的過程，混凝土有一定的時(shí)間來調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)和應(yīng)力分布，因此彎拉極限拉伸值相對(duì)較大。但隨著初始靜載比例的增加，兩種加載方式下的彎拉極限拉伸值都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是因?yàn)槌跏检o載導(dǎo)致混凝土內(nèi)部損傷積累，降低了混凝土的延性。在彈性模量方面，沖擊波加載下，隨著初始靜載比例的增加，彈性模量先增大后減小。在初始靜載比例為80\%時(shí)，彈性模量達(dá)到最大值。這是因?yàn)樵谶@個(gè)初始靜載比例下，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)最為密實(shí)，抵抗變形的能力最強(qiáng)。而在變幅三角波加載下，彈性模量隨著初始靜載比例的增加逐漸減小。這是由于變幅三角波加載下，過高的初始靜載使得混凝土內(nèi)部損傷發(fā)展更快，導(dǎo)致材料的彈性性能下降。對(duì)于純彎區(qū)正截面中和軸位置，在不同初始靜載和加載方式下基本保持不變。這表明在彎拉試驗(yàn)中，中和軸位置主要取決于混凝土的截面幾何形狀和材料特性，而初始靜載和加載方式對(duì)其影響較小。通過對(duì)不同初始靜載和加載方式下濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的研究可以看出，初始靜載和加載方式對(duì)混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度、彎拉極限拉伸值、彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo)有著顯著的影響。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)具體的受力情況，合理考慮初始靜載和加載方式對(duì)混凝土性能的影響，以確保高拱壩等結(jié)構(gòu)在地震等動(dòng)態(tài)荷載作用下的安全性和可靠性。4.3干濕條件對(duì)力學(xué)特性的作用在干濕條件對(duì)濕篩混凝土靜動(dòng)態(tài)彎拉特性的影響研究中，通過設(shè)置干態(tài)和濕態(tài)兩組試驗(yàn)，對(duì)比分析不同狀態(tài)下混凝土的力學(xué)性能。濕態(tài)環(huán)境下，混凝土試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后，直接進(jìn)行試驗(yàn)；干態(tài)環(huán)境下，試件在養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后，取出放置在干燥通風(fēng)環(huán)境中，使其水分充分蒸發(fā)，達(dá)到恒重狀態(tài)后進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，濕態(tài)濕篩混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度相比干態(tài)增加了9%。這是因?yàn)樵诔睗癍h(huán)境下，水泥的水化反應(yīng)更加充分，能夠生成更多的水化產(chǎn)物，如鈣礬石、C-S-H凝膠等，這些水化產(chǎn)物填充在混凝土內(nèi)部的孔隙中，使混凝土的微觀結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，增強(qiáng)了骨料與水泥漿體之間的黏結(jié)力。同時(shí)，潮濕環(huán)境還能有效防止混凝土內(nèi)部水分的散失，避免因干縮導(dǎo)致的內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生，從而提高了混凝土的抗拉能力。在動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度方面，干態(tài)和濕態(tài)濕篩混凝土的強(qiáng)度基本相等。雖然濕態(tài)環(huán)境有利于水泥水化和微觀結(jié)構(gòu)的改善，但在動(dòng)態(tài)荷載作用下，加載速率極快，混凝土內(nèi)部的應(yīng)力傳播和損傷發(fā)展過程與靜態(tài)加載有很大不同。在動(dòng)態(tài)加載過程中，混凝土內(nèi)部的微裂縫擴(kuò)展速度極快，即使?jié)駪B(tài)下混凝土的微觀結(jié)構(gòu)相對(duì)更密實(shí)，也難以在短時(shí)間內(nèi)有效抵抗快速擴(kuò)展的裂縫。因此，干濕條件對(duì)濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度的影響并不顯著。在彈性模量方面，濕態(tài)濕篩混凝土的彈性模量略高于干態(tài)。這是因?yàn)闈駪B(tài)下混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實(shí)性更好，抵抗變形的能力更強(qiáng)，在受力時(shí)能夠更有效地傳遞應(yīng)力，表現(xiàn)出更高的彈性模量。然而，這種差異相對(duì)較小，說明干濕條件對(duì)彈性模量的影響程度有限。潮濕環(huán)境對(duì)濕篩混凝土抗拉性能總體上是有利的。在靜態(tài)加載下，潮濕環(huán)境通過促進(jìn)水泥水化和改善微觀結(jié)構(gòu)，顯著提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度。在動(dòng)態(tài)加載下，雖然干濕條件對(duì)動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度影響不大，但濕態(tài)環(huán)境下混凝土的彈性模量略高，一定程度上也反映了其在動(dòng)態(tài)受力時(shí)抵抗變形的能力相對(duì)較強(qiáng)。這些結(jié)果對(duì)于高拱壩等水工結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中的設(shè)計(jì)和安全評(píng)估具有重要意義，在考慮混凝土的抗拉性能時(shí)，應(yīng)充分考慮環(huán)境濕度的影響。五、與全級(jí)配混凝土的對(duì)比研究5.1靜動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性對(duì)比為深入探究濕篩混凝土與全級(jí)配混凝土在力學(xué)性能上的差異，本研究對(duì)兩者的靜動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性展開了全面對(duì)比分析。在靜態(tài)彎拉強(qiáng)度方面，試驗(yàn)結(jié)果顯示，濕篩混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度普遍高于全級(jí)配混凝土。這主要是由于濕篩過程剔除了大粒徑骨料，使得混凝土內(nèi)部骨料分布更為均勻，減少了因大粒徑骨料與水泥漿體界面薄弱而導(dǎo)致的強(qiáng)度降低因素。同時(shí)，較小粒徑骨料與水泥漿體的接觸面積相對(duì)增大，界面過渡區(qū)的性能得到改善，從而提升了混凝土的整體彎拉強(qiáng)度。例如，在相同試驗(yàn)條件下，濕篩混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度達(dá)到了[X]MPa，而全級(jí)配混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度僅為[X-Y]MPa，濕篩混凝土的強(qiáng)度提升幅度約為[提升比例]。在靜態(tài)彈性模量上，濕篩混凝土同樣表現(xiàn)出相對(duì)較高的值。全級(jí)配混凝土由于含有較大粒徑的骨料，在受力時(shí)骨料與水泥漿體之間的變形協(xié)調(diào)相對(duì)困難，導(dǎo)致其彈性模量相對(duì)較低。而濕篩混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為均勻，在受力時(shí)能夠更有效地傳遞應(yīng)力，抵抗變形的能力更強(qiáng)，其靜態(tài)彈性模量達(dá)到了[具體模量值1]GPa，相比之下，全級(jí)配混凝土的靜態(tài)彈性模量為[具體模量值2]GPa。在動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度方面，隨著應(yīng)變率的增加，濕篩混凝土和全級(jí)配混凝土的強(qiáng)度均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。但濕篩混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)率相對(duì)較高。在高應(yīng)變率下，濕篩混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度達(dá)到了[X+Z]MPa，而全級(jí)配混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度為[X+Z-W]MPa。這是因?yàn)樵诟邞?yīng)變率加載時(shí)，濕篩混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的快速響應(yīng)和應(yīng)力傳播更為有利，能夠更好地發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能。在動(dòng)態(tài)彈性模量方面，兩者也存在一定差異。隨著應(yīng)變率的提高，濕篩混凝土的動(dòng)態(tài)彈性模量增長(zhǎng)更為明顯。在高應(yīng)變率下，濕篩混凝土的動(dòng)態(tài)彈性模量達(dá)到了[具體模量值3]GPa，全級(jí)配混凝土的動(dòng)態(tài)彈性模量為[具體模量值4]GPa。這表明濕篩混凝土在動(dòng)態(tài)荷載作用下，抵抗變形的能力增強(qiáng)更為顯著，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)在高應(yīng)變率下能夠更有效地抵抗外力作用。通過對(duì)濕篩混凝土與全級(jí)配混凝土靜動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)兩者在強(qiáng)度和彈性模量等方面存在較為明顯的差異。這些差異主要源于兩者骨料級(jí)配和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同。在實(shí)際工程應(yīng)用中，若僅依據(jù)濕篩混凝土的試驗(yàn)結(jié)果來推斷全級(jí)配混凝土的性能，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)高拱壩等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安全評(píng)估出現(xiàn)偏差。因此，深入研究?jī)烧咧g的定量關(guān)系，對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估高拱壩在地震等動(dòng)態(tài)荷載作用下的安全性和可靠性具有重要意義。5.2相關(guān)性分析及工程意義通過對(duì)濕篩混凝土與全級(jí)配混凝土靜動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的對(duì)比，進(jìn)一步深入分析兩者之間的相關(guān)性。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，在靜態(tài)彎拉強(qiáng)度方面，雖然濕篩混凝土強(qiáng)度高于全級(jí)配混凝土，但兩者之間存在一定的線性相關(guān)趨勢(shì)。利用統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，可得到兩者靜態(tài)彎拉強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)[具體數(shù)值]，這表明在一定程度上，可通過濕篩混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度對(duì)全級(jí)配混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行初步推測(cè)。在動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度方面，隨著應(yīng)變率的變化，兩者強(qiáng)度增長(zhǎng)趨勢(shì)相似，但增長(zhǎng)幅度存在差異。通過對(duì)不同應(yīng)變率下兩者強(qiáng)度數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)可以建立一個(gè)基于應(yīng)變率的修正系數(shù)來描述兩者之間的關(guān)系。例如，在應(yīng)變率為1??10^{-3}s^{-1}時(shí)，全級(jí)配混凝土動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度與濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度的比值為[具體比值]，通過對(duì)多個(gè)應(yīng)變率下比值的分析，可確定修正系數(shù)與應(yīng)變率之間的函數(shù)關(guān)系。在實(shí)際高拱壩抗震設(shè)計(jì)中，濕篩混凝土試驗(yàn)成果具有重要的應(yīng)用價(jià)值。由于全級(jí)配混凝土試驗(yàn)難度大、成本高，難以進(jìn)行大量試驗(yàn)獲取全面的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。而濕篩混凝土試驗(yàn)具有試件尺寸小、試驗(yàn)操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，可通過大量濕篩混凝土試驗(yàn)獲取豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過建立的濕篩混凝土與全級(jí)配混凝土力學(xué)性能的相關(guān)性關(guān)系，可將濕篩混凝土試驗(yàn)成果合理地應(yīng)用于高拱壩抗震設(shè)計(jì)中。在確定高拱壩混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，可根據(jù)濕篩混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合兩者之間的相關(guān)性關(guān)系，推算出全級(jí)配混凝土在不同地震工況下可能達(dá)到的強(qiáng)度，為拱壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更準(zhǔn)確的材料強(qiáng)度參數(shù)。同時(shí)，在進(jìn)行高拱壩的地震響應(yīng)分析和抗震安全評(píng)估時(shí)，也可利用濕篩混凝土的試驗(yàn)成果和相關(guān)性關(guān)系，對(duì)全級(jí)配混凝土在地震作用下的力學(xué)行為進(jìn)行更準(zhǔn)確的模擬和預(yù)測(cè)。通過數(shù)值模擬軟件，將基于濕篩混凝土試驗(yàn)成果推算得到的全級(jí)配混凝土力學(xué)參數(shù)輸入模型中，可更真實(shí)地模擬拱壩在地震作用下的應(yīng)力應(yīng)變分布、裂縫開展等情況，從而更準(zhǔn)確地評(píng)估拱壩的抗震安全性。然而，需要注意的是，濕篩混凝土與全級(jí)配混凝土之間的相關(guān)性關(guān)系并非絕對(duì)準(zhǔn)確，存在一定的不確定性。這是由于兩者在骨料級(jí)配、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面存在本質(zhì)差異，即使建立了相關(guān)性關(guān)系，也難以完全準(zhǔn)確地反映全級(jí)配混凝土在實(shí)際工程中的力學(xué)行為。因此，在應(yīng)用濕篩混凝土試驗(yàn)成果時(shí)，應(yīng)充分考慮這種不確定性，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和其他相關(guān)研究成果，對(duì)試驗(yàn)成果進(jìn)行合理的修正和驗(yàn)證。同時(shí)，還應(yīng)不斷加強(qiáng)對(duì)全級(jí)配混凝土力學(xué)性能的研究，提高對(duì)其在復(fù)雜受力狀態(tài)下力學(xué)行為的認(rèn)識(shí)，以進(jìn)一步完善高拱壩的抗震設(shè)計(jì)理論和方法。六、濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉聲發(fā)射特性研究6.1聲發(fā)射技術(shù)原理與應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)方法，其基本原理基于材料在受力作用下產(chǎn)生變形或損傷時(shí)，會(huì)以彈性波的形式釋放出應(yīng)變能，這些彈性波就是聲發(fā)射信號(hào)。當(dāng)濕篩混凝土試件在動(dòng)態(tài)彎拉荷載作用下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸發(fā)生變化，從微觀層面來看，水泥漿體與骨料之間的黏結(jié)界面會(huì)出現(xiàn)微裂紋，隨著荷載的增加，這些微裂紋會(huì)不斷擴(kuò)展、連通，最終導(dǎo)致宏觀裂縫的產(chǎn)生和試件的破壞。在這個(gè)過程中，每一次微裂紋的擴(kuò)展和新裂紋的產(chǎn)生都會(huì)釋放出應(yīng)變能，形成聲發(fā)射信號(hào)。從物理過程角度分析，當(dāng)濕篩混凝土內(nèi)部的應(yīng)力集中達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)引發(fā)微裂紋的產(chǎn)生。材料內(nèi)部的應(yīng)力集中產(chǎn)生微小裂紋，導(dǎo)致局部的微小變形；微小裂紋的擴(kuò)展導(dǎo)致能量的釋放，并產(chǎn)生特定頻率范圍內(nèi)的聲波信號(hào)；聲波信號(hào)經(jīng)過傳播和衰減后，通過聲發(fā)射傳感器接收與分析。這些聲發(fā)射信號(hào)攜帶了混凝土內(nèi)部損傷演化的信息，通過對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，可以深入了解混凝土在動(dòng)態(tài)彎拉過程中的損傷機(jī)制和破壞過程。在混凝土材料損傷檢測(cè)領(lǐng)域，聲發(fā)射技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)室研究中，聲發(fā)射技術(shù)常用于監(jiān)測(cè)混凝土試件在各種加載條件下的損傷發(fā)展過程。通過在試件表面布置聲發(fā)射傳感器，可以實(shí)時(shí)捕捉到混凝土內(nèi)部微裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展所發(fā)出的聲發(fā)射信號(hào)，從而分析不同加載速率、加載方式以及初始靜載等因素對(duì)混凝土損傷演化的影響。例如，在研究混凝土在單軸壓縮、拉伸以及彎曲等不同受力狀態(tài)下的損傷特性時(shí)，聲發(fā)射技術(shù)能夠準(zhǔn)確地記錄損傷發(fā)展的關(guān)鍵階段和特征，為建立混凝土損傷模型提供重要的數(shù)據(jù)支持。在實(shí)際工程中，聲發(fā)射技術(shù)也被應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)和損傷診斷。對(duì)于高拱壩、橋梁、高層建筑等大型混凝土結(jié)構(gòu)，聲發(fā)射技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用過程中的內(nèi)部損傷情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。在高拱壩運(yùn)行過程中，由于受到水壓力、溫度變化、地震等多種因素的作用，壩體混凝土可能會(huì)出現(xiàn)裂縫等損傷。通過在壩體表面和內(nèi)部布置聲發(fā)射傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)聲發(fā)射信號(hào)的變化，一旦檢測(cè)到異常的聲發(fā)射信號(hào)，就可以判斷壩體內(nèi)部可能出現(xiàn)了損傷，并進(jìn)一步分析損傷的位置、程度和發(fā)展趨勢(shì)，為采取相應(yīng)的維修和加固措施提供依據(jù)。同時(shí)，聲發(fā)射技術(shù)還可以用于評(píng)估混凝土結(jié)構(gòu)在遭受自然災(zāi)害（如地震、洪水等）后的損傷狀況，為結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)估和修復(fù)方案制定提供重要參考。6.2試驗(yàn)中的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)與分析在濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉試驗(yàn)中，采用高精度的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)混凝土的損傷過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在試件表面均勻布置多個(gè)聲發(fā)射傳感器，這些傳感器具有高靈敏度和寬頻響應(yīng)特性，能夠準(zhǔn)確捕捉混凝土內(nèi)部微裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展所發(fā)出的聲發(fā)射信號(hào)。為確保傳感器與試件表面緊密貼合，在傳感器與試件接觸面涂抹適量的耦合劑，以減少信號(hào)傳輸過程中的能量損失。同時(shí)，對(duì)聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)置，如采樣頻率、閾值等，確保能夠有效采集到微弱的聲發(fā)射信號(hào)。在試驗(yàn)過程中，隨著動(dòng)態(tài)彎拉荷載的逐漸施加，混凝土內(nèi)部的微裂紋開始萌生和擴(kuò)展，聲發(fā)射信號(hào)也隨之產(chǎn)生。當(dāng)荷載較小時(shí)，聲發(fā)射計(jì)數(shù)和能量都處于較低水平，這表明混凝土內(nèi)部的損傷較為輕微，只有少量的微裂紋產(chǎn)生。隨著荷載的增加，聲發(fā)射計(jì)數(shù)和能量逐漸增大，說明混凝土內(nèi)部的微裂紋數(shù)量增多，擴(kuò)展速度加快。在臨近破壞階段，聲發(fā)射計(jì)數(shù)和能量會(huì)出現(xiàn)急劇增加的現(xiàn)象，這是由于混凝土內(nèi)部的微裂紋迅速貫通，形成宏觀裂縫，導(dǎo)致混凝土的承載能力急劇下降。通過對(duì)聲發(fā)射參數(shù)與混凝土破壞機(jī)理關(guān)系的深入分析發(fā)現(xiàn)，聲發(fā)射計(jì)數(shù)可以反映混凝土內(nèi)部微裂紋的數(shù)量和活動(dòng)頻率。當(dāng)聲發(fā)射計(jì)數(shù)持續(xù)增加時(shí)，說明混凝土內(nèi)部的微裂紋不斷產(chǎn)生和擴(kuò)展，混凝土的損傷在逐漸累積。而聲發(fā)射能量則與微裂紋擴(kuò)展過程中釋放的應(yīng)變能密切相關(guān)，能量越大，表明微裂紋擴(kuò)展的劇烈程度越高。在混凝土破壞過程中，聲發(fā)射能量的突然增大往往預(yù)示著混凝土內(nèi)部即將發(fā)生嚴(yán)重的損傷，如宏觀裂縫的形成。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，不同的加載速率和初始靜載條件下，聲發(fā)射參數(shù)與混凝土破壞機(jī)理的關(guān)系也存在差異。在高加載速率下，聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生更加集中和劇烈，這是因?yàn)榧虞d速率快，混凝土內(nèi)部的應(yīng)力迅速集中，導(dǎo)致微裂紋在短時(shí)間內(nèi)大量產(chǎn)生和擴(kuò)展。而在不同初始靜載條件下，初始靜載會(huì)改變混凝土內(nèi)部的應(yīng)力分布狀態(tài)，從而影響聲發(fā)射參數(shù)的變化規(guī)律。當(dāng)初始靜載較小時(shí)，混凝土內(nèi)部的應(yīng)力分布相對(duì)均勻，聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生較為平穩(wěn)；當(dāng)初始靜載較大時(shí)，混凝土內(nèi)部的應(yīng)力集中現(xiàn)象更為明顯，聲發(fā)射計(jì)數(shù)和能量在加載初期就會(huì)迅速增加，表明混凝土內(nèi)部的損傷發(fā)展更快。此外，還對(duì)聲發(fā)射信號(hào)的頻率特性進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，在混凝土損傷的不同階段，聲發(fā)射信號(hào)的頻率分布存在明顯差異。在損傷初期，聲發(fā)射信號(hào)主要集中在較低頻率段，這是由于此時(shí)微裂紋的尺寸較小，擴(kuò)展速度較慢。隨著損傷的發(fā)展，高頻段的聲發(fā)射信號(hào)逐漸增多，這是因?yàn)槲⒘鸭y的擴(kuò)展速度加快，產(chǎn)生的彈性波頻率也相應(yīng)提高。通過對(duì)聲發(fā)射信號(hào)頻率特性的分析，可以更準(zhǔn)確地判斷混凝土的損傷程度和破壞機(jī)制。通過在濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉試驗(yàn)中利用聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，能夠深入了解混凝土在動(dòng)態(tài)荷載作用下的損傷過程，揭示聲發(fā)射參數(shù)與混凝土破壞機(jī)理之間的內(nèi)在聯(lián)系。這些研究結(jié)果對(duì)于進(jìn)一步完善混凝土材料的損傷理論，提高高拱壩等結(jié)構(gòu)在地震等動(dòng)態(tài)荷載作用下的安全性評(píng)估水平具有重要的理論和實(shí)踐意義。七、結(jié)論與展望7.1研究成果總結(jié)本研究圍繞小灣拱壩濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性展開了系統(tǒng)試驗(yàn)研究，取得了一系列具有重要理論和工程價(jià)值的成果。在不同加載速率對(duì)濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉特性的影響方面，研究發(fā)現(xiàn)隨著應(yīng)變率在1??10^{-6}s^{-1}至1??10^{-3}s^{-1}范圍內(nèi)逐漸提高，濕篩混凝土的彎拉強(qiáng)度和彈性模量呈現(xiàn)出顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)。這是因?yàn)榧虞d速率的加快使得混凝土內(nèi)部的應(yīng)力傳播速度提升，微裂縫的擴(kuò)展受到抑制，骨料與水泥漿體之間的黏結(jié)作用得以更充分發(fā)揮，從而增強(qiáng)了混凝土抵抗外力的能力。在彈性階段，泊松比基本穩(wěn)定在0.2左右，而在塑性階段，泊松比會(huì)隨著應(yīng)變率的變化出現(xiàn)一定程度的波動(dòng)。在高應(yīng)變率下，混凝土的脆性特征逐漸顯現(xiàn)，極限彎拉應(yīng)變相對(duì)減小，這表明高應(yīng)變率加載會(huì)使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞過程更為迅速。對(duì)于不同初始靜載和加載方式的影響，研究結(jié)果表明，初始靜載對(duì)濕篩混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度有著復(fù)雜且顯著的影響。在沖擊波加載方式下，隨著初始靜載比例從0\%增加到80\%，混凝土的動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度逐漸提高，在80\%初始靜載時(shí)達(dá)到最大值。這是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)某跏检o載能夠使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，骨料與水泥漿體之間的黏結(jié)力增強(qiáng)，從而有效提高混凝土抵抗動(dòng)態(tài)荷載的能力。然而，當(dāng)初始靜載比例進(jìn)一步增加到90\%時(shí)，動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度反而下降，這是由于過高的初始靜載導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生了較多的微裂縫和損傷，在動(dòng)態(tài)荷載作用下，這些損傷迅速擴(kuò)展，極大地降低了混凝土的承載能力。在變幅三角波加載方式下，初始靜載對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度的影響趨勢(shì)與沖擊波加載有所不同。當(dāng)初始靜載比例從0\%增加到40\%時(shí)，動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度顯著提高，而超過40\%后，隨著初始靜載比例的增加，動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度逐漸降低。這表明在變幅三角波加載這種模擬地震等反復(fù)荷載作用的情況下，適當(dāng)?shù)某跏检o載能夠使混凝土在反復(fù)加載過程中更好地調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)抵抗變形和破壞的能力，但過高的初始靜載會(huì)使混凝土在反復(fù)荷載作用下更容易積累損傷，加速內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。在彎拉極限拉伸值方面，沖擊波加載時(shí)相對(duì)較小，變幅三角波加載時(shí)相對(duì)較大，但隨著初始靜載比例的增加，兩種加載方式下的彎拉極限拉伸值都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在彈性模量方面，沖擊波加載下，彈性模量先增大后減小，在80\%初始靜載時(shí)達(dá)到最大值；變幅三角波加載下，彈性模量隨著初始靜載比例的增加逐漸減小。而純彎區(qū)正截面中和軸位置在不同初始靜載和加載方式下基本保持不變。在干濕條件對(duì)濕篩混凝土力學(xué)特性的作用研究中，發(fā)現(xiàn)濕態(tài)濕篩混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度相比干態(tài)增加了9%。這是由于在潮濕環(huán)境下，水泥的水化反應(yīng)更為充分，生成了更多的水化產(chǎn)物，如鈣礬石、C-S-H凝膠等，這些水化產(chǎn)物填充了混凝土內(nèi)部的孔隙，使微觀結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，增強(qiáng)了骨料與水泥漿體之間的黏結(jié)力，同時(shí)有效防止了混凝土內(nèi)部水分的散失，避免了干縮導(dǎo)致的微裂縫產(chǎn)生，從而提高了混凝土的抗拉能力。然而，在動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度方面，干態(tài)和濕態(tài)濕篩混凝土基本相等。這是因?yàn)樵趧?dòng)態(tài)荷載作用下，加載速率極快，混凝土內(nèi)部的應(yīng)力傳播和損傷發(fā)展過程與靜態(tài)加載有很大不同，即使?jié)駪B(tài)下混凝土的微觀結(jié)構(gòu)相對(duì)更密實(shí)，也難以在短時(shí)間內(nèi)有效抵抗快速擴(kuò)展的裂縫。在彈性模量方面，濕態(tài)濕篩混凝土略高于干態(tài)，但差異相對(duì)較小。通過對(duì)濕篩混凝土與全級(jí)配混凝土靜動(dòng)態(tài)彎拉力學(xué)特性的對(duì)比研究，明確了兩者在強(qiáng)度和彈性模量等方面存在較為明顯的差異。濕篩混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度和靜態(tài)彈性模量普遍高于全級(jí)配混凝土，這主要是由于濕篩過程剔除了大粒徑骨料，使得混凝土內(nèi)部骨料分布更為均勻，減少了因大粒徑骨料與水泥漿體界面薄弱而導(dǎo)致的強(qiáng)度降低因素，同時(shí)較小粒徑骨料與水泥漿體的接觸面積相對(duì)增大，界面過渡區(qū)的性能得到改善。在動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)彈性模量方面，隨著應(yīng)變率的增加，兩者均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但濕篩混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)率和彈性模量增長(zhǎng)更為明顯。進(jìn)一步的相關(guān)性分析表明，在靜態(tài)彎拉強(qiáng)度方面，兩者存在一定的線性相關(guān)趨勢(shì)，可通過濕篩混凝土的靜態(tài)彎拉強(qiáng)度對(duì)全級(jí)配混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行初步推測(cè)；在動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度方面，可建立基于應(yīng)變率的修正系數(shù)來描述兩者之間的關(guān)系。在濕篩混凝土動(dòng)態(tài)彎拉聲發(fā)射特性研究中，利用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)混凝土的損傷過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。隨著動(dòng)態(tài)彎拉荷載的施加，混凝土內(nèi)部微裂紋的萌生和擴(kuò)展會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)，聲發(fā)射計(jì)數(shù)和能量隨著荷載的增加而逐漸增大，在臨近破壞階段會(huì)急劇增加。聲發(fā)射計(jì)數(shù)能夠反映混凝土內(nèi)部微裂紋的數(shù)量和活動(dòng)頻率，聲發(fā)射能量則與微裂紋擴(kuò)展過程中釋放的應(yīng)變能密切相關(guān)。不同加載速率和初始靜載條件下，聲發(fā)射參數(shù)與混凝土破壞機(jī)理的關(guān)系存在差異。在高加載速率下，聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生更加集中和劇烈；不同初始靜載會(huì)改變混凝土內(nèi)部的應(yīng)力分布