ON THE STRENGTH OF NORMAL WEIGHT CONCRETES IN BIAXIAL COMPRESSION
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2026-139-1-103-108Keywords:
normal weight concrete, uniaxial compression, biaxial compression, flow theory, random process, strength change, uniform technique, concrete destructionAbstract
The article presents the results of a study of the change in the strength of normal-weight concretes under biaxial compression based on modeling results, and compares them with experimental data and theoretical studies by other authors.
Despite the large number of available experimental and theoretical materials, the issue of concrete strength under biaxial compression remains open to this day.
The existing dependencies that determine the strength of concrete under biaxial compression were obtained experimentally and are empirical. But the lack of a unified testing methodology, the equipment used, and the shape of the samples significantly affect the results, complicating their joint consideration. The results themselves indicate both an increase in the strength of concrete under biaxial compression and a decrease. Consequently, theoretical studies of the behavior of concrete in the specified stress state are needed, which can reveal the causes of strength changes and will further determine the directions of experimental research.
The application of elasticity theory and fracture mechanics methods in theoretical studies requires the use of complex mathematical apparatus. Concrete, being an anisotropic material, has a large number of heterogeneous inclusions in its structure in the form of pores and grains of large aggregate, which makes the application of these methods difficult.
The article presents a model for uniaxial and biaxial compression of concrete based on the application of percolation theory – a mathematical theory describing the occurrence of related structures in random environments. Some changes and additions have been made to the original model, while generally preserving the general approach. The modeling results indicate the presence of a steady increase in the strength of concrete under biaxial compression compared to uniaxial compression.
The application of the presented model, in our opinion, allows us to determine the causes of changes in the strength of concrete under biaxial compression and to give a quantitative assessment of this fact.
References
Берг, О. Я. Высокопрочный бетон / О. Я. Берг, Е. Н. Щербаков, Г. Н. Писанко. – М. : Стройиздат, 1971. – 196 с.
Берг, О. Я. О прочности бетона при двухосном сжатии / О. Я. Берг, Н. В. Смирнов // Бетон и железобетон. – 1965. – № 11. – С. 37–39.
Берг, О. Я. Физические основы прочности бетона и железобетона / О. Я. Берг. – М. : Госстройиздат, 1952. – 96 с.
Бобров, В. В. Методы оценки влияния различных факторов на процесс микроразрушений бетона под нагрузкой: автореф. дис… канд. техн. наук: 05.23.01 / Бобров Владимир Викторович; Моск. гос. строит. (МГСУ). – М., 2015. – 26 с.
Гасратова, Н. А. Решение некоторых классических пространственных задач теории упругости в напряжениях / Н. А. Гасратова // Молодой ученый. – 2014. – № 3 (62). – С. 1–6.
Гвоздев, А. А. Расчет несущей способности конструкций по методу предельного равновесия / А. А. Гвоздев. – М. : Стройиздат, 1949. – 280 с.
Гениев, Г. А. Теория пластичности бетона и железобетона / Г. А. Гениев, В. Н. Киссюк, Г. А. Тюпин. – М. : Стройиздат, 1974. – 316 с.
Зайцев, Ю. В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения / Ю. В. Зайцев. – М. : Стройиздат, 1982. – 196 с.
Карпенко, Н. И. К определению прочности бетона при трехосном сжатии / Н. И. Карпенко, С. Н. Карпенко // Жилищное строительство. – 2013. – № 7. – С. 27–28.
Карпенко, Н. И. Общие модели механики железобетона / Н. И. Карпенко. – М. : Стройиздат, 1996. – 413 с.
Современные критерии прочности для бетонов при объемных напряженных состояниях / В. И. Корсун, С. Н. Карпенко, С. Ю. Макаренко, А. В. Недорезов // Строительство и реконструкция. – 2021. – № 5 (97). – С. 16–30.
Кудзис, А. П. О погрешностях двухосных испытаний бетона / А. П. Кудзис, А.-И. И. Ноткус // Бетон и железобетон. – 1978. – № 6. – С. 32–34.
Лехницкий, С. Г. Теория упругости анизотропного тела / С. Г. Лехтицкий. – М. : Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1977. – 415 с.
Маклакова, С. Н. Исследование прочности бетона при двухосном сжатии / С. Н. Маклакова, М. А. Галкина, В. Н. Бровкин // Вестник ТвГТУ. Строительство. Электротехника и химические технологии. – 2022. – № 1 (13). – С. 23–28.
Истомин, А. Д. Зависимость границ микротрещинообразования бетона от его прочности и вида напряженного состояния / А. Д. Истомин, Н. А. Беликов // Вестник МГСУ. – 2011. – № 2. – С. 159–162.
Тарасевич, Ю. Ю. Перколяция: Теория, приложения, алгоритмы /
Ю. Ю. Тарасевич. – М. : Едиториал УРСС, 2002. – 112 с.
Теличко, В. Г. Исследование прочности при двухосном сжатии бетона класса В25 / В. Г. Теличко, Л. А. Зиборов // Изв. ТулГУ. Технические науки. – 2009. – № 1–2. – С. 89–94.
Цветков, С. В. Прочность тяжелого бетона при двухосном растяжении / С. В. Цветков, С. С. Цветков // Вестник гражданских инженеров. – 2023. – № 6 (101). – С. 43–49.
Цветков, С. В. Прогнозирование прочности тяжелого бетона в условиях двухосного сжатия с растяжением по результатам моделирования / С. В. Цветков // Вестник гражданских инженеров. – 2021. – № 5 (88). – С. 57–62.
Цветков, С. В. К вопросу прочности тяжелых бетонов в условиях сжатия-растяжения / С. В. Цветков, С. С. Цветков // Вестник гражданских инженеров. – 2025. – № 3 (110). – С. 51–58.
Kupfer, H. B. Behavior of Concrete Under Biaxial Stresses / H. B. Kupfer, K. H. Gerstle // Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE. – 1973. – Vol. 99, No. EM 4. – S. 852–866.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
The work is provided under the terms of Creative Commons public license Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0). This license allows an unlimited number of persons to reproduce and share the Licensed Material in all media and formats. Any use of the Licensed Material shall contain an identification of its Creator(s) and must be for non-commercial purposes only. Users may not prevent other individuals from taking any actions allowed by the license.
