Uniaxial dynamic mechanical properties of tunnel lining concrete under moderate-low strain rate after high temperature

To investigate the mechanical properties of tunnel lining concrete under different moderate-low strain rates after high temperatures, uniaxial compression tests in association with ultrasonic tests were performed. Test results show that the ultrasonic wave velocity and mass loss of concrete specimen begin to sharply drop after high temperatures of 600 °C and 400 °C, respectively, at the strain rates of 10-5s-1 to 10-2s-1. The compressive strength and elastic modulus of specimen increase with increasing strain rate after the same temperature, but it is difficult to obtain an evident change law of peak strain with increasing strain rate. The compressive strength of concrete specimen decreases first, and then increases, but decreases again in the temperatures ranging from room temperature to 800 °C at the strain rates -5s-1 to 10-2s-1. It can be observed that the strain-rate sensitivity of compressive strength of specimen increases with increasing temperature. In addition, the peak strain also increases but the elastic modulus decreases substantially with increasing temperature under the same strain rate.

Odporność ogniowa to jedno z najistotniejszych zagadnień, jakie należy brać pod uwagę przy projektowaniu tunelu. Testowanie właściwości mechanicznych betonu po pożarze stało się, jak dotąd, przedmiotem wielu projektów badawczych. Jakkolwiek powstały liczne publikacje na temat właściwości mechanicznych betonu w trakcie oraz po poddaniu go działaniu wysokich temperatur, niewiele uwagi poświęcono jak dotąd dynamicznym właściwościom mechanicznym betonu w trakcie lub po takim oddziaływaniu. W przypadku wielu konstrukcji betonowych takich, jak tunele czy budynki, oczekuje się, że po pożarze będą one nadal pełniły swoją funkcję. Konstrukcje te mogą być też narażone na obciążenia sejsmiczne w trakcie okresu użytkowania. Dlatego też konieczne jest studiowanie dynamicznych właściwości mechanicznych betonu w trakcie lub po ekspozycji na działanie wysokich temperatur. Aby przeanalizować właściwości mechaniczne betonowych okładzin tunelowych w stanie zróżnicowanego naprężenia od umiarkowanego do niskiego po oddziaływaniu wysokich temperatur, przeprowadzono testy naprężenia jednoosiowego w połączeniu z badaniami ultradźwiękowymi. Klasa wytrzymałości betonu na ściskanie w przypadku wykorzystanych próbek to C40. Próbki poddawano oddziaływaniu szczytowych temperatur, wynoszących 200, 400, 600 i 800 °C. W ramach testów naprężenia jednoosiowego zastosowano cztery wskaźniki naprężenia, tj.: 10-2s-1, 10-3s-1, 10-4s-1. oraz 10-5s-1.