logo

Модуль деформации и пуассоново число

Часть 1   Часть 2

В заключение остановимся вкратце на величине пуассонова коэффициента для бетона. В этом вопросе пока еще не установлены вполне четкие данные, с одной стороны, из-за недостаточности имеющихся опытов, с другой стороны, ввиду сложности различных влияний на величину пуассонова коэффициента.

По некоторым опытным данным поперечные деформации, сопровождающие продольные деформации бетона, следуют приблизительно тем же законам, что и последние. Так, при первичном нагружении призматического бетонного образца зависимость между напряжениями сжатия призмы и ее поперечными удлинениями нередко получалась в виде кривой, напоминающей кривую растяжения. Отсюда следует, что пуассоново число не остается постоянным, а увеличивается с ростом напряжений. В обширном опытном исследовании, произведенном проф. Иошида, пуассоново число определялось несколькими различными способами (из опытов на растяжение, на сжатие, на изгиб, на кручение, акустическим методом), причем выяснялись различные влияния на его величину. В этих опытах также оказалось, что при первичном нагружении оно возрастает с ростом напряжений; увеличение его тем больше, чем моложе бетон, чем меньше его прочность R, чем выше водоцементное отношение. Для бетонов с большой прочностью η менялась значительно меньше с ростом (напряжений, что также находится в согласии со сказанным выше, ибо для бетонов большой прочности закон деформаций близок к линейному.

В опытах Johnson испытанию подвергался бетон состава 1:2:3 в возрасте от 2 до 12 месяцев. В 15 определениях величина пуассонова числа колебалась от 0,108 до 0,180 со средним значением 0,147.

В наших нормах 1934 г. для всех бетонов принималось постоянное значение пуассонова числа η=1/6. Здесь следует упомянуть об одном парадоксальном явлении, на которое указывает Фрейсинэ, а именно, что бетон при действии осевой сжимающей нагрузки может не уменьшать, а увеличивать свей объем. Как уже говорилось ранее, продольные деформации бетона (в направлении сжимающей нагрузки) несколько уменьшаются вследствие объемного расширения, происходящего от изменения силами сжатия объема микропор и вызываемого этим нарушения гигрометрического равновесия в них. То же объемное расширение, уменьшая продольные деформации, одновременно увеличивает поперечные деформации бетона, в результате чего наблюдаемое значение пуассонова коэффициента возрастает. Так как указываемое явление требует времени для своего развития, то такое увеличение пуассонова коэффициента наблюдается не при кратковременной нагрузке, а при некоторой выдержке ее, однако не очень значительной, ибо возникшее под действием нагрузки объемное расширение бетона носит затухающий характер и переходит в усадку. Фрейсинэ нашел подтверждение своим выводам в опытах французской комиссии по железобетону, производившихся над железобетонными колоннами. Пуассоново отношение для этих колонн превышало 0,5 и в некоторых случаях даже 1,0, т. е. бетон явным образом увеличивался в объеме. Фрейсинэ объясняет этот факт значительной длительностью нагружения колонн (работа ручным насосом, остановки для измерения деформаций).

Итак, указанные ранее средние значения для пуассонова коэффициента η относятся к нормальным опытам с кратковременной выдержкой нагрузки.