超低温加、卸载下水泥砂浆变形特性试验研究
摘要：为了提高我国LNG储罐的自主设计能力,模拟现实工程环境结合自行设计的超低温试验装置对水泥砂浆分别在0℃,-40℃,-80℃,-120℃,-160℃,-165℃下进行了7级单轴加载和再卸载以及卸载和再加载应变测试,对水泥砂浆变形特性进行了试验研究。试验表明:采用分级加、卸载强化了水泥砂浆变形的线性特性,可以减少变形参数的计算误差。在同一目标温度下,各级加载曲线和卸载曲线近乎平行,可用各级载荷下变形模量均值表征水泥砂浆的变形特性。在所有目标温度下加载曲线计算的变形模量和泊松比大于再卸载曲线计算的变形模量和泊松比,卸载曲线计算的变形模量和泊松比小于或等于再加载曲线计算的变形模量和泊松比。水泥砂浆变形模量随着温度的降低逐渐增大,在-165℃增幅可达59%。不过水泥砂浆泊松比随温度变化较小,在数值建模分析时可设为定值。根据以上分析,提出水泥砂浆在超低温下简单应力状态加、卸载本构关系,并对各个目标温度下塑性滞回能进行计算,发现塑性滞回能随着温度的降低先增大后减小,拟合出温度作为变量的塑性滞回能公式。本研究为LNG储罐设计提供了试验支撑,为超低温下数值建模提供了变形参数。
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