Triaxial compression experiments on plain concrete

Abstract

This M.E. project report describes the main aspects and findings of an experimental research project on triaxial compression of plain concrete. The main focus of the research is to study the behavior of plain concrete under increasing axial compression while maintaining different levels of constant lateral confinement. Twenty-two mechanical property tests – four unconfined compression tests, and 18 triaxial compression tests – were completed. The triaxial compression tests exhibited a continuous increase in ultimate compressive stress and strain at failure with increasing confining stress. An empirical failure envelope based on a linear correlation of the compressive strength experimental data obtained through this research is presented. Experimentally determined full stress-strain curves are also presented from standard triaxial tests. These curves are used to determine mechanical properties of the plain concrete such as initial Poisson’s ratio and initial tangential modulus, and to provide empirical evidence of the effect that lateral confinement will have on these properties. All findings were compared to previously published data or empirical models and in general were found to be in good agreement.

Este informe de proyecto describe los aspectos y hallazgos principales de una investigación sobre compresión triaxial en hormigón no reforzado. El foco principal de esta investigación es estudiar el comportamiento de hormigón no reforzado al ser sometido a un aumento en compresión axial bajo diferentes niveles de confinamiento lateral constante. La motivación para esta investigación es ayudar a evaluar la interacción del núcleo de hormigón en tubos de polímero fibro-reforzado rellenos de hormigón. Se llevaron a cabo veintidós ensayos para determinar propiedades mecánicas – cuatro pruebas de carga axial no confinada y dieciocho pruebas de carga triaxial. Las pruebas de carga triaxial mostraron un aumento continuo en la capacidad de carga axial última y la deformación al momento de falla al aumentar el esfuerzo de confinamiento. Se propone una envolvente de falla determinada experimentalmente basada en una correlación lineal de los datos de compresión axial máxima. A su vez, se presentan las curvas de esfuerzo-deformación obtenidas de las pruebas de carga triaxial llevadas a cabo. Estas curvas se utilizaron para determinar propiedades mecánicas del hormigón no reforzado tales como la razón de Poisson y módulo tangencial inicial para proveer evidencia empírica del efecto que aumentar el confinamiento lateral tiene sobre estas propiedades. Los hallazgos se compararon con datos o modelos empíricos publicados previamente. Las hallazgos se compararon con datos previamente publicados o modelos empíricos y en general las tendencias son similares y concuerdan.