發(fā)布時(shí)間：2017-09-12 22:32

  本文關(guān)鍵詞：采用DIC研究巖石—混凝土界面裂縫擴(kuò)展過程

  更多相關(guān)文章： 巖石-混凝土界面 斷裂過程區(qū) 裂縫擴(kuò)展 DIC 數(shù)值模擬

【摘要】：對(duì)于基巖混凝土大壩,由于巖石和混凝土非線性、非均質(zhì)以及各向異性的特點(diǎn),使得兩者的界面處非常薄弱,加上易受到荷載、水流及溫度變化等作用,因此極易在界面處產(chǎn)生沿界面擴(kuò)展或向基巖方向擴(kuò)展的裂縫,這種問題的存在對(duì)大壩的安全造成威脅,因而學(xué)者們一直致力于對(duì)界面斷裂特性的研究。其中巖石-混凝土界面裂縫前端的斷裂過程區(qū)(FPZ)對(duì)于界面斷裂特性研究具有重要意義,因此,本文結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)法(DIC)對(duì)巖石-混凝土界面裂縫的斷裂過程區(qū)進(jìn)行測量,并采用有限元方法進(jìn)行斷裂過程模擬,具體的研究內(nèi)容如下：(1)采用DIC測量巖石-混凝土三點(diǎn)彎曲梁試件界面裂縫擴(kuò)展過程試件采用巖石-混凝土的復(fù)合試件,試件尺寸為100mm × 100mm × 500mm,縫高比0.3。通過DIC測量結(jié)果可知：巖石-混凝土試件的裂縫滑開位移與裂縫張開位移比值的均值為11%,可將其近似視為Ⅰ型斷裂；巖石-混凝土界面斷裂過程區(qū)的長度先隨著荷載的變化而增大,當(dāng)斷裂過程區(qū)達(dá)到完整斷裂過程區(qū)后,斷裂過程區(qū)的長度開始減��；且當(dāng)達(dá)到完整斷裂過程區(qū)時(shí)的裂縫擴(kuò)展長度與初始韌帶長度的比值約為0.83。(2)采用DIC測量巖石-混凝土四點(diǎn)剪切梁試件界面裂縫擴(kuò)展過程運(yùn)用DIC對(duì)三種Ⅱ型分量不同的四點(diǎn)剪切梁試件的斷裂過程區(qū)進(jìn)行測量。試驗(yàn)結(jié)果表明：三種試件在各荷載級(jí)別下的滑開位移和張開位移比值呈三種不同變化趨勢；通過對(duì)夾式引伸儀測得的撓度值與DIC測定撓度值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了DIC測量巖石-混凝土界面裂縫擴(kuò)展過程的準(zhǔn)確性。(3)兩種斷裂形式界面裂縫擴(kuò)展的數(shù)值模擬在對(duì)界面Ⅰ型斷裂模擬中采用Ⅰ型裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則和已提出的界面軟化關(guān)系曲線,所得到的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,說明此模擬方法可用來模擬巖石-混凝土界面斷裂過程區(qū)的變化：運(yùn)用世界面破壞的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則模擬Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型界面裂縫擴(kuò)展,通過有限元方法得到的荷載-裂縫口張開位移曲線與試驗(yàn)結(jié)果符合良好,說明該準(zhǔn)則可用于模擬Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型界而裂縫擴(kuò)展。
【關(guān)鍵詞】：巖石-混凝土界面 斷裂過程區(qū) 裂縫擴(kuò)展 DIC 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU528;TU45
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 混凝土斷裂過程區(qū)的研究發(fā)展10-15
• 1.2.1 斷裂過程區(qū)的介紹10-11
• 1.2.2 混凝土斷裂過程區(qū)的影響11-14
• 1.2.3 混凝土斷裂過程區(qū)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 巖石-混凝土界面裂縫研究進(jìn)展15-17
• 1.4 數(shù)字圖像相關(guān)法在混凝土斷裂過程區(qū)研究中的應(yīng)用17-19
• 1.4.1 數(shù)字圖像相關(guān)法介紹和發(fā)展17-18
• 1.4.2 數(shù)字圖像相關(guān)法在混凝土斷裂過程區(qū)研究中的應(yīng)用18-19
• 1.5 本文研究內(nèi)容19-21
• 2 采用DIC測量巖石-混凝土三點(diǎn)彎曲梁界面裂縫擴(kuò)展過程21-41
• 2.1 引言21
• 2.2 數(shù)字圖像相關(guān)法的基本原理21-24
• 2.2.1 測試原理21-22
• 2.2.2 數(shù)字圖像相關(guān)法所用硬件設(shè)備和基本操作步驟22-24
• 2.3 試驗(yàn)概況24-26
• 2.3.1 試驗(yàn)方案和試件制作24-25
• 2.3.2 試驗(yàn)裝置與數(shù)據(jù)采集25-26
• 2.4 三點(diǎn)彎曲加載條件下巖石-混凝土界面斷裂過程區(qū)演化過程26-34
• 2.5 結(jié)果與討論34-40
• 2.5.1 斷裂過程區(qū)內(nèi)張開位移和滑開位移的關(guān)系34-35
• 2.5.2 斷裂過程區(qū)的擴(kuò)展全過程35-38
• 2.5.3 斷裂過程區(qū)長度的變化規(guī)律38-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 3 采用DIC測量巖石-混凝土四點(diǎn)剪切梁試件界面裂縫擴(kuò)展過程41-58
• 3.1 引言41-42
• 3.2 試驗(yàn)概況42-44
• 3.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)42
• 3.2.2 加載裝置和試驗(yàn)過程42-44
• 3.3 四點(diǎn)剪切加載條件下界面斷裂過程區(qū)演化過程44-51
• 3.4 結(jié)果與討論51-56
• 3.4.1 斷裂過程區(qū)的擴(kuò)展過程51-53
• 3.4.2 裂縫張開位移和滑開位移的關(guān)系53-54
• 3.4.3 DIC測量界面斷裂過程區(qū)擴(kuò)展過程的準(zhǔn)確性驗(yàn)證54-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 4 兩種斷裂形式界面裂縫擴(kuò)展過程數(shù)值研究58-72
• 4.1 引言58
• 4.2 巖石-凝土界面擴(kuò)展過程數(shù)值模擬相關(guān)介紹58-65
• 4.2.1 界面裂紋的振蕩應(yīng)力奇異性以及界面應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算58-61
• 4.2.2 巖石-混凝土界面軟化本構(gòu)關(guān)系模型61-63
• 4.2.3 巖石-混凝土界面裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則63-65
• 4.3 三點(diǎn)彎曲加載條件下界面裂縫擴(kuò)展數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比65-69
• 4.3.1 P-CMOD曲線數(shù)值結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比65-66
• 4.3.2 界面斷裂過程區(qū)數(shù)值計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比66-69
• 4.4 四點(diǎn)剪切加載條件下界面裂縫擴(kuò)展數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比69-71
• 4.4.1 P-CMOD全曲線的結(jié)果對(duì)比69-70
• 4.4.2 數(shù)值模擬中Ⅱ型分量與Ⅰ型分量比值變化70-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況80-81
• 致謝81-82

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