Г. Н. СТАВРОВ, д-р техн. наук, проф., В. А. КАТАЕВ, инж. (Санкт- Петербургское высшее военное инженерное строительное училище), Предельные деформации бетона при одноосном динамическом нагружении

Бетон является неоднородным материалом, зависимость между напряжениями и деформациями которого связана различными факторами. Поэтому строгое нормирование деформаций затруднительно даже для случая одноосного напряженного состояния. Более того, в различных источниках предлагается применять предельные значения, отличающиеся иногда в несколько раз [I, 2]. Еще более непредсказуемыми являются предельные деформации при динамическом нагружении, которые изменяются в зависимости от режима нагружения.

Достоверные и достаточно общие результаты можно получить в случае правильного понимания и отображения физической картины деформирования образцов исследуемого материала. В источнике [3] обращено внимание на то, что в большинстве случаев для исследования физико-механических свойств бетонов при одноосном нагружении используют образцы, напряженно-деформированное состояние которых в общем случае отличается от одномерного вследствие того, что они представляют собой трехмерные тела (кубы, призмы, цилиндры), размеры которых во всех направлениях соизмеримы между собой. При статических испытаниях вследствие малых скоростей нагружения и при отсутствии сил трения по опорным плоскостям деформации равномерно распределяются по всему телу образца, в результате чего эффект работы материала в сложном напряженном состоянии практически не проявляется (рис. 1). При динамическом нагружении картина деформирования резко изменяется. Анализ испытаний бетонных призм свидетельствует о том, что при динамическом нагружении наблюдается некоторое запаздывание деформаций по сравнению с результатами статических испытаний (см. рис. 1), причем поперечные деформации в сравнении с продольными развиваются менее интенсивно, чем при статическом нагружении (рис. 2). Запаздывание поперечных деформаций приводит к появлению напряжений в поперечном направлении, которые сжимают образец как обойма. Это явление названо «эффектом динамической обоймы». Такие условия деформирования нельзя рассматривать как одноосное сжатие, так как материал находится в сложном напряженном состоянии. Многочисленные экспериментальные и теоретические исследования бетона [4] показали, что при сложном напряженном состоянии, а именно в таких условиях находится образец при одноосном динамическом нагружении.


Бетон и железобетон, 1993