(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210580651.7 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 江苏科技大学 地址 212003 江苏省镇江市京口区梦溪路2 号 (72)发明人 周娟兰　周汝兵　詹其伟　任成之　 潘志宏　周道传　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/08(2006.01) G01N 1/28(2006.01) (54)发明名称 一种道路透水混凝土单轴抗压本构模型建 立方法 (57)摘要 本发明提供了一种道路透水混凝土单轴抗 压本构模型建立方法， 通过单轴抗压实验获取透 水混凝土应力 ‑应变曲线， 采用分段式应力应变 方程对得到的应力 ‑应变曲线进行最小二乘法拟 合， 给出透水混凝土单轴抗压的应力 ‑应变全曲 线方程， 拟合的相关系数在0.9 0~0.99之间。 本发 明提出了透水混凝土的本构 模型， 是透水混凝土 结构受力性能研究的主要材性依据， 更是透水混 凝土弹塑性分析的基础。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 114935494 A 2022.08.23 CN 114935494 A 1.一种道路透水混凝 土单轴抗压 本构模型建立方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)制备透水混凝 土抗压试件 透水混凝 土混合料的搅拌工艺如下： ①首先将水泥与集料投入 搅拌锅中混合， 设定此 过程的搅拌时间为5 0‑70s； ②再一边加清水一 边搅拌， 搅拌时间为80 ‑100s； 采用插捣法成型 试件； (2)获取单轴抗压实验应力 ‑应变曲线 用刚套箍对试件两端进行约束， 并在变形测量架与透水混凝土试件固定处， 预先用水 泥砂浆对 试件表面进 行处理， 使表面平整， 通过万能试验机进 行单轴抗压实验， 由力和位移 传感器直接测量得到加载端的力和位移， 从而得到应力 ‑应变曲线； (3)建立透水混凝 土本构模型 采用过镇海模型对得到的应力 ‑应变曲线进行最小二乘法拟合， 给出透水混凝土单轴 抗压的应力 ‑应变全曲线方程， 所述应力 ‑应变全曲线的基本方程 为： 上升段： y＝αax+(3‑2αa)x2+( αa‑2)x3(x≤1)， 下降段： 其中， x＝ε/ εc， y＝σ /fc， fc为透水混凝土极限应力， εc为透水混凝土峰值应变， αa为透水 混凝土初量与峰值割线模量的比值， 始切线模α 为表征 下降段脆 性的参数。 2.如权利要求1所述的道路透水混凝土单轴抗压本构模型建立方法， 其特征在于， 所述 透水混凝土混合料 以重量份数计由以下原料制成： 水泥10％～20％， 集料70％～85％， 水 10％～20％， 原料的重量份数之和为10 0％。 3.如权利要求1所述的道路透水混凝土单轴抗压本构模型建立方法， 其特征在于， 所述 单轴抗压试验是将试件成型拆模并标准养护至规定 龄期后进行的测试。 4.如权利要求1所述的道路透水混凝土单轴抗压本构模型建立方法， 其特征在于， 所述 单轴抗压实验的变形测量系统， 包括变形测量支架、 位移传感器及数据采集仪， 所述变形测 量架上设有位移计用来测量变形， 位移量测标距定为试件中部的10 cm～20cm。 5.如权利要求1所述的道路透水混凝土单轴抗压本构模型建立方法， 其特征在于， 所述 刚套箍由螺 丝固定在试件上， 距离试件端部 0.5cm～1.5cm。 6.如权利要求1所述的道路透水混凝土单轴抗压本构模型建立方法， 其特征在于， 所述 单轴抗压实验加载 前需调节初始力， 采用位移控制法加载。 7.如权利要求1所述的道路透水混凝土单轴抗压本构模型建立方法， 其特征在于， 所述 最小二乘法拟合的相关系数在0.90～0.9 9之间。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114935494 A 2一种道路透水混凝土单轴抗压本构模型建立方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种模型建立方法， 尤其涉及 一种道路透水混凝土单轴抗压本构模型 建立方法。 背景技术 [0002]自从透水混凝土被用作道 路铺装材料， 道 路研究者们就一直在 寻找和开发有效的 试验手段来准确 合理的评价透水混凝土的力学性能。 尤其近些年来， 我国为了解决城市建 设过程中环境污染、 交通拥挤、 洪涝灾害、 地下水补给不足等问题， 提出了建设海绵城市的 号召。 透水混凝 土作为主 要的透水铺装材 料， 迫切的需要新的研究方法对其 性能进行检验。 [0003]对于透水混凝土， 压缩性能是透水混凝土 的基本性能， 为了消除立方体试件两端 的竖向压应力不均匀和水平向摩阻约束的影响， 最简单的方法是改用棱柱体试件进行单轴 中心受压试验。 透水混凝土试件在轴向压缩荷载作用下的应力 ‑应变关系， 全面体现了试件 受力过程中各个阶段的变形及 破坏特征， 其中包含着最主要的力学性能指标(峰值应变、 峰 值应力、 极限应变和弹性模量等)。 所以透水混凝土本构关系 是透水混凝土结构基本力学、 变形性能的体现， 是透水混凝土结构受力性能研究的主要材性依据， 更是透水混凝土弹塑 性分析的基础。 因此， 建立透水混凝 土应力‑应变全曲线的本构模型十分必要。 [0004]由于压缩性能是混凝土的基本性能， 因此， 建立透水混凝土抗压本构模型， 分析透 水混凝土的压缩应力 ‑应变关系对于模拟结构行为和设计透水混凝 土结构至关重要。 发明内容 [0005]发明目的： 本发明旨在提供一种道路透水混凝土单轴抗压本构模型建立方法， 为 透水混凝土结构受力性能研究和模拟提供依据， 同时也能作为透水混凝土弹塑性分析的基 础。 [0006]技术方案： 本发明所述的道路透水混凝土单轴抗压本构模型建立方法， 包括以下 步骤： [0007](1)制备透水混凝 土抗压试件 [0008]透水混凝 土混合料的搅拌工艺如下： [0009]①首先将水泥与集料投入 搅拌锅中混合， 设定此 过程的搅拌时间为5 0‑70s； [0010]②再一边加清水一 边搅拌， 搅拌时间为80 ‑100s； [0011]采用插捣法成型 试件； [0012](2)获取单轴抗压实验应力 ‑应变曲线 [0013]用刚套箍对试件两端进行约束， 并在变形测量架与透水混凝土试件固定处， 预先 用水泥砂浆对试件表面进 行处理， 使表面平整， 通过万能试验机进 行单轴抗压实验， 由力和 位移传感器直接测量得到加载端的力和位移， 从而得到应力 ‑应变曲线。 [0014]进一步地， 所述透水混凝土混合料以重量份数计由以下原料制成： 水泥10％～ 20％， 集料 70％～85％， 水10％～ 20％， 原料的重量份数之和为10 0％。说　明　书 1/3 页 3 CN 114935494 A 3