本文關(guān)鍵詞：混凝土I-II復(fù)合型斷裂過程區(qū)及裂縫擴展過程數(shù)值模擬

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【摘要】：斷裂過程區(qū)(FPZ)的存在使得線彈性斷裂理論不再適用于混凝土結(jié)構(gòu)斷裂問題的計算。因此混凝土斷裂過程區(qū)的性質(zhì)研究是揭示混凝土結(jié)構(gòu)斷裂機理的一個基礎(chǔ)性課題。I-II復(fù)合型斷裂作為實際工程中常見的一種斷裂形式,其FPZ的特性研究受到國際學(xué)術(shù)界的廣泛注意。但由于I-II復(fù)合型斷裂的復(fù)雜性,目前關(guān)于I-II復(fù)合型裂縫擴展過程中FPZ特性的研究還比較少。基于此,本文采用試驗測量了混凝土I-II復(fù)合型斷裂過程區(qū),并對考慮FPZ影響的I-II復(fù)合型裂縫擴展過程進行了數(shù)值模擬。本文所做的主要工作和結(jié)論如下：(1)基于數(shù)字圖像相關(guān)法測量了尺寸分別為700mm × 150mm ×40mm 580mm × 120mm ×40mm,460mm × 90mm × 40mm和340mm × 60mm × 40mm的混凝土四點剪切梁試件在試驗加載過程中斷裂過程區(qū)尺寸變化和FPZ的張開位移、剪切位移。結(jié)果表明：I-II復(fù)合型裂縫擴展過程中,FPZ內(nèi)的張開位移沿裂縫擴展方向均勻減小而剪切位移則在FPZ的前半部分迅速減小,而在后半部分減小較為緩慢；預(yù)制裂縫尖端剪切位移與張開位移的比值隨著FPZ長度的增加而減小；峰值荷載對應(yīng)的I-II復(fù)合型FPZ長度隨著試件高度的增加而增加,但在此時刻FPZ長度與豎向初始韌帶長度的比值在0.365左右;(2)基于最大周向應(yīng)力準則和最大拉應(yīng)變準則提出了適用于判斷混凝土斷裂過程的裂縫擴展準則。為了比較擴展準則的適用性,采用有限元法計算了高度分別為60mm、90mm、120mm×150mm的混凝土四點剪切梁的裂縫擴展路徑及荷載-裂縫口剪切位移曲線(P-CMSD)并與試驗結(jié)果進行了比較。結(jié)果表明：基于兩種破壞準則得到的裂縫擴展準則計算所得P-CMSD曲線基本重合,且均與試驗曲線吻合良好；但基于最大周向應(yīng)力準則的裂縫擴展準則預(yù)測的裂縫擴展軌跡與試驗裂縫擴展軌跡吻合的更好�；谧畲笾芟驊�(yīng)力準則的裂縫擴展準則更適合于混凝土I-II復(fù)合型斷裂分析。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU528

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本文編號：1288227