基于CT掃描的納米偏高嶺土混凝土力學性能數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2021-02-20 14:36
為了研究內部組成材料對混凝土力學性能的影響,首先利用力學試驗獲得偏高嶺土水泥砂漿的力學參數(shù);隨后利用CT掃描和圖像分割技術得到偏高嶺土混凝土內部水泥砂漿、骨料及孔隙分布,建立偏高嶺土混凝土二維細觀數(shù)值模型,利用該數(shù)值模型研究納米偏高嶺土混凝土在模擬力學測試中的破壞特征;最后探索利用Mimics模塊建立納米偏高嶺土混凝土三維細觀數(shù)值模型的方法。論文的具體工作如下:(1)納米偏高嶺土砂漿的力學性能試驗與本構模型選擇。通過抗壓強度和抗折強度試驗,研究納米偏高嶺土摻量對水泥砂漿抗壓強度及抗折強度的影響;建立偏高嶺土水泥砂漿的二維細觀數(shù)值模型,將數(shù)值方法與試驗方法獲得的偏高嶺土水泥砂漿的抗壓、抗折強度進行了比較分析,驗證了模型的合理性。(2)納米偏高嶺土混凝土二維細觀模型建立與分析。利用灰度分割原理,對CT掃描試驗獲得的偏高嶺土混凝土斷層掃描圖像進行灰度統(tǒng)計;確定骨料、砂漿、孔隙的邊界域分割值,獲得其平面分布,建立納米偏高嶺土混凝土二維平面細觀數(shù)值模型。利用該模型分析了單軸抗壓和單軸抗拉過程中,骨料面積占比、幾何非線性等參數(shù)對偏高嶺土混凝土試塊破壞特征的影響規(guī)律。(3)考慮界面過渡區(qū)的納米偏高嶺...
【文章來源】:大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?CT儀工作組??Fig.?1.2?Work?group?of?CT??目前眾多學者采用CT掃描法對混凝土損傷機理開展了大量研究
?大連海事大學碩士學位論文???思路如圖1.3所不。??基于細觀尺度的NMK混凝土宏觀力學性能研宄????I????砂漿性能試驗1?|?CT掃描切片|?像素膨脹|三維幾何模型^??砂漿參數(shù)及?骨料參數(shù)、?|界面參數(shù)、幾?|三維蒙罩和??其本構模型?形狀大小?何形狀?體網g劃分??砂漿單軸壓?|混凝土單軸拉?界面過渡區(qū)數(shù)?混凝土三維數(shù)??縮數(shù)值模擬?壓數(shù)值模擬?值模擬?值模擬???!???內部組成材料和整體力學性能的聯(lián)系??圖1.3研究思路??Fig.?1.3?The?research?ideas??1.5主要研究內容??本文基于材料細觀尺度,依照實驗數(shù)據及數(shù)值模型推進混凝土材料損傷過程的研宄,??主要研宄內容有以下幾點:??(1)通過試驗研究NMK水泥砂漿力學性能變化規(guī)律,討論NMK對砂漿材料抗折、??抗壓強度的影響,采用混凝土塑性損傷理論建立砂漿二維數(shù)值模型,分析混凝土塑性損??傷模型對NMK砂漿的適應性。??(2)利用CT掃描獲得混凝土內部骨料和砂漿的大孝位置關系,構建混凝土二維??細觀數(shù)值模型,分析孔隙的分布特征與三相材料各自性能對混凝土整體力學的影響,得??到細觀結構材料與宏觀力學性能的聯(lián)系。??-7-??
671-1999)的相關規(guī)定[63],??先將NMK置于水中超聲分散15min,然后將制備好的NMK懸濁液與水泥、砂拌合均??勻;最后將拌合物裝入準備好的模具中,并振搗60次,排出NMK水泥砂漿內的氣泡;??試件制備完成后放入標準養(yǎng)護室(2(TC、濕度大于95%)中養(yǎng)護,24小時后脫模。脫??模后將試件放入飽和Ca(OH)2溶液中直至試驗齡期。試件養(yǎng)護到規(guī)定試驗齡期后進行抗??折、抗壓強度試驗,試驗過程按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》[64]進行。??NMK水泥砂漿抗折試件如圖2.1所示。??????乂?.,,:怎??;..;????圖2.1納米偏高嶺土水泥砂漿試件??Fig.2.1?Specimen?of?mortar?with?addition?of?NMK??-10-??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同密度粗粒料強度特性的大型真三軸試驗[J]. 姜景山,左永振,程展林,潘家軍. 巖土力學. 2020(08)
[2]納米SiO2在水泥基材料中的應用研究進展[J]. 王丹,張麗娜,侯鵬坤,程新. 硅酸鹽通報. 2020(04)
[3]二長花崗巖三軸試驗及力學特性分析[J]. 陳法彬,張福崗. 能源技術與管理. 2020(01)
[4]二維混凝土不規(guī)則骨料提取與重構技術[J]. 肖開乾,謝德擎,石亮,夏文輝. 混凝土. 2020(02)
[5]納米二氧化硅改性SAP內養(yǎng)護水泥基材料的力學性能研究[J]. 王豪杰,劉榮桂,崔釗瑋,蔡俊華,王振興,薛江. 硅酸鹽通報. 2020(01)
[6]骨料類型及界面改善對橡膠混凝土力學性能的影響[J]. 劉保東,馮明揚,林柏歡,柴彥凱,賀文濤. 中國鐵道科學. 2019(06)
[7]帶裂縫服役混凝土結構力學性能的多尺度模擬方法[J]. 王飛陽,黃宏偉,張東明,孫龑. 建筑結構學報. 2019(12)
[8]納米二氧化硅對水泥-粉煤灰體系氯離子固化能力的影響[J]. 呂周嶺,羅英,馬保國,譚洪波,劉曉海,陳偏,張挺. 硅酸鹽通報. 2019(07)
[9]基于Ansys的混凝土隨機骨料模型及細觀力學分析[J]. 徐青,周祥森,程志誠. 武漢大學學報(工學版). 2019(12)
[10]二級配凸多邊形骨料隨機分布混凝土動態(tài)特性[J]. 周姝航,劉海峰. 混凝土. 2019(04)
博士論文
[1]酸雨環(huán)境下CFRP增強鋼筋混凝土受彎構件耐久性研究[D]. 欒海洋.大連海事大學 2018
[2]基于CT圖像的混凝土損傷演化及數(shù)值模擬研究[D]. 袁則循.中國礦業(yè)大學(北京) 2016
[3]下頜角截骨整形手術三維有限元模型的建立及生物力學研究[D]. 張勁.南方醫(yī)科大學 2010
碩士論文
[1]基于隨機骨料模型的混凝土細觀結構與力學特征關聯(lián)性分析[D]. 袁周祥.河北工程大學 2019
[2]納米材料協(xié)同硅灰對混凝土抗?jié)B性能的影響[D]. 王衍升.濟南大學 2018
[3]納米偏高嶺土水泥砂漿物理力學及滲透性研究[D]. 郭曉玉.大連海事大學 2018
[4]混凝土單軸壓縮及單軸拉伸破壞過程的細觀數(shù)值試驗及CT驗證[D]. 時文濤.長安大學 2017
[5]基于隨機骨料模型細觀混凝土界面過渡區(qū)力學性能研究[D]. 張迎雪.西北農林科技大學 2017
[6]基于格構模型的三維多尺度混凝土受拉斷裂過程數(shù)值模擬[D]. 劉家煜.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[7]界面結構和力學性能對混凝土強度影響研究[D]. 孔宇田.鄭州大學 2015
[8]基于CT圖像的人體腰椎有限元模型構建與力學分析[D]. 魏峰.南京理工大學 2015
[9]混凝土中砂漿—骨料界面力學性能試驗研究[D]. 朱亞超.大連理工大學 2011
[10]考慮細觀的水泥混凝土養(yǎng)生變異性研究[D]. 鄭麗華.長安大學 2010
本文編號:3042911
【文章來源】:大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?CT儀工作組??Fig.?1.2?Work?group?of?CT??目前眾多學者采用CT掃描法對混凝土損傷機理開展了大量研究
?大連海事大學碩士學位論文???思路如圖1.3所不。??基于細觀尺度的NMK混凝土宏觀力學性能研宄????I????砂漿性能試驗1?|?CT掃描切片|?像素膨脹|三維幾何模型^??砂漿參數(shù)及?骨料參數(shù)、?|界面參數(shù)、幾?|三維蒙罩和??其本構模型?形狀大小?何形狀?體網g劃分??砂漿單軸壓?|混凝土單軸拉?界面過渡區(qū)數(shù)?混凝土三維數(shù)??縮數(shù)值模擬?壓數(shù)值模擬?值模擬?值模擬???!???內部組成材料和整體力學性能的聯(lián)系??圖1.3研究思路??Fig.?1.3?The?research?ideas??1.5主要研究內容??本文基于材料細觀尺度,依照實驗數(shù)據及數(shù)值模型推進混凝土材料損傷過程的研宄,??主要研宄內容有以下幾點:??(1)通過試驗研究NMK水泥砂漿力學性能變化規(guī)律,討論NMK對砂漿材料抗折、??抗壓強度的影響,采用混凝土塑性損傷理論建立砂漿二維數(shù)值模型,分析混凝土塑性損??傷模型對NMK砂漿的適應性。??(2)利用CT掃描獲得混凝土內部骨料和砂漿的大孝位置關系,構建混凝土二維??細觀數(shù)值模型,分析孔隙的分布特征與三相材料各自性能對混凝土整體力學的影響,得??到細觀結構材料與宏觀力學性能的聯(lián)系。??-7-??
671-1999)的相關規(guī)定[63],??先將NMK置于水中超聲分散15min,然后將制備好的NMK懸濁液與水泥、砂拌合均??勻;最后將拌合物裝入準備好的模具中,并振搗60次,排出NMK水泥砂漿內的氣泡;??試件制備完成后放入標準養(yǎng)護室(2(TC、濕度大于95%)中養(yǎng)護,24小時后脫模。脫??模后將試件放入飽和Ca(OH)2溶液中直至試驗齡期。試件養(yǎng)護到規(guī)定試驗齡期后進行抗??折、抗壓強度試驗,試驗過程按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》[64]進行。??NMK水泥砂漿抗折試件如圖2.1所示。??????乂?.,,:怎??;..;????圖2.1納米偏高嶺土水泥砂漿試件??Fig.2.1?Specimen?of?mortar?with?addition?of?NMK??-10-??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同密度粗粒料強度特性的大型真三軸試驗[J]. 姜景山,左永振,程展林,潘家軍. 巖土力學. 2020(08)
[2]納米SiO2在水泥基材料中的應用研究進展[J]. 王丹,張麗娜,侯鵬坤,程新. 硅酸鹽通報. 2020(04)
[3]二長花崗巖三軸試驗及力學特性分析[J]. 陳法彬,張福崗. 能源技術與管理. 2020(01)
[4]二維混凝土不規(guī)則骨料提取與重構技術[J]. 肖開乾,謝德擎,石亮,夏文輝. 混凝土. 2020(02)
[5]納米二氧化硅改性SAP內養(yǎng)護水泥基材料的力學性能研究[J]. 王豪杰,劉榮桂,崔釗瑋,蔡俊華,王振興,薛江. 硅酸鹽通報. 2020(01)
[6]骨料類型及界面改善對橡膠混凝土力學性能的影響[J]. 劉保東,馮明揚,林柏歡,柴彥凱,賀文濤. 中國鐵道科學. 2019(06)
[7]帶裂縫服役混凝土結構力學性能的多尺度模擬方法[J]. 王飛陽,黃宏偉,張東明,孫龑. 建筑結構學報. 2019(12)
[8]納米二氧化硅對水泥-粉煤灰體系氯離子固化能力的影響[J]. 呂周嶺,羅英,馬保國,譚洪波,劉曉海,陳偏,張挺. 硅酸鹽通報. 2019(07)
[9]基于Ansys的混凝土隨機骨料模型及細觀力學分析[J]. 徐青,周祥森,程志誠. 武漢大學學報(工學版). 2019(12)
[10]二級配凸多邊形骨料隨機分布混凝土動態(tài)特性[J]. 周姝航,劉海峰. 混凝土. 2019(04)
博士論文
[1]酸雨環(huán)境下CFRP增強鋼筋混凝土受彎構件耐久性研究[D]. 欒海洋.大連海事大學 2018
[2]基于CT圖像的混凝土損傷演化及數(shù)值模擬研究[D]. 袁則循.中國礦業(yè)大學(北京) 2016
[3]下頜角截骨整形手術三維有限元模型的建立及生物力學研究[D]. 張勁.南方醫(yī)科大學 2010
碩士論文
[1]基于隨機骨料模型的混凝土細觀結構與力學特征關聯(lián)性分析[D]. 袁周祥.河北工程大學 2019
[2]納米材料協(xié)同硅灰對混凝土抗?jié)B性能的影響[D]. 王衍升.濟南大學 2018
[3]納米偏高嶺土水泥砂漿物理力學及滲透性研究[D]. 郭曉玉.大連海事大學 2018
[4]混凝土單軸壓縮及單軸拉伸破壞過程的細觀數(shù)值試驗及CT驗證[D]. 時文濤.長安大學 2017
[5]基于隨機骨料模型細觀混凝土界面過渡區(qū)力學性能研究[D]. 張迎雪.西北農林科技大學 2017
[6]基于格構模型的三維多尺度混凝土受拉斷裂過程數(shù)值模擬[D]. 劉家煜.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[7]界面結構和力學性能對混凝土強度影響研究[D]. 孔宇田.鄭州大學 2015
[8]基于CT圖像的人體腰椎有限元模型構建與力學分析[D]. 魏峰.南京理工大學 2015
[9]混凝土中砂漿—骨料界面力學性能試驗研究[D]. 朱亞超.大連理工大學 2011
[10]考慮細觀的水泥混凝土養(yǎng)生變異性研究[D]. 鄭麗華.長安大學 2010
本文編號:3042911
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