[发明专利]套筒专用灌浆料单轴应力-应变本构模型的构建方法

说明书

本发明提出一种套筒专用灌浆料单轴应力‑应变本构模型的构建方法，包括以下步骤：步骤S1：根据抗压试验、劈裂抗拉试验获得灌浆料峰值应变与抗压强度关系式；步骤S2：根据静力受压弹性模量试验方法确定套筒专用灌浆料的受压弹性模量与强度的关系式；步骤S3：根据受压试验确定套筒专用灌浆料的单轴受压应力‑应变本构模型；步骤S4：根据劈裂抗拉试验所得数据确定套筒专用灌浆料的单轴受拉应力‑应变本构模型。能够有效地、准确地、定量地构建套筒专用灌浆料的本构关系曲线，可用于装配式建筑中套筒专用灌浆料本构模型的构建。

技术领域

本发明涉及建筑学、工程学领域，尤其涉及一种基于套筒专用灌浆料单轴应力-应变本构模型的构建方法。

背景技术

术语解释：

峰值应力：试件达到破坏所需要的最大应力。

峰值应变：峰值应变即峰值应力所对应的应变。

弹性模量：单向应力状态下应力除以该方向的应变。

套筒专用灌浆料的应力-应变关系是灌浆材料基本力学性能的反映，同时也是钢筋套筒连接试验研究及数值模拟的基础。但针对套筒专用灌浆料的本构关系迄今为止还尚未成熟，未有合适的现有模型可供研究或工程实践直接使用。

当前对专用灌浆料的数值模拟采用的本构模型主要有两种：第一种是采用与灌浆料强度等级相对应的混凝土材性数据，通过采用GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中混凝土本构模型构建灌浆料的应力-应变关系。第二种是以水泥砂浆受压本构为基础建立灌浆料的受压应力应变曲线，同时以双线性模型来表示灌浆料的受拉应力应变关系。

现有技术缺点：

①在采用混凝土的本构模型替代套筒专用灌浆料的本构模型中，该方法只针对专用灌浆料的受压本构模型，对于其受拉本构模型尚未有进一步的研究，且套筒专用灌浆料本质上是一种水泥基砂浆质材料，并无粗骨料，与混凝土的材性不符，导致有限元模拟的结果与实际不符。

②规范规定混凝土应力应变本构的强度等级范围为C20～C80，水泥砂浆的本构范围更低于此，而灌浆料的强度等级在C85以上，若采用水泥砂浆本构进行模拟，其峰值应力、峰值应变、弹性模量等都将与之不符。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出了一种套筒专用灌浆料单轴应力-应变本构模型的构建方法，能够有效地、准确地、定量地构建套筒专用灌浆料的本构关系曲线，可用于装配式建筑中套筒专用灌浆料本构模型的构建。

其具体采用以下技术方案：

一种套筒专用灌浆料单轴应力-应变本构模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：根据抗压试验、劈裂抗拉试验获得灌浆料峰值应变与抗压强度关系式；

步骤S2：根据静力受压弹性模量试验方法确定套筒专用灌浆料的受压弹性模量与强度的关系式；

步骤S3：根据受压试验确定套筒专用灌浆料的单轴受压应力-应变本构模型；

步骤S4：根据劈裂抗拉试验所得数据确定套筒专用灌浆料的单轴受拉应力-应变本构模型。

优选地，在步骤S1中，取各试件峰值应力及应变的平均值作为灌浆料的峰值应力及应变，对多组灌浆料受压试件的峰值应变ε与抗压强度f进行拟合获得应变与抗压强度关系式。

优选地，在步骤S1中，所述的峰值应变与抗压强度关系式为：

其中，ε为套筒专用灌浆料峰值应变；f为套筒专用灌浆料抗压强度。