混凝土是使用最廣泛、用量最大的建筑材料,已廣泛應用到建筑、公路、大壩等土木工程領域。然而在服役過程中,復雜環(huán)境條件和外部荷載導致混凝土產(chǎn)生變形,在約束條件下引起裂縫,直接降低混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。因此,開展混凝土中裂縫的研究對提高混凝土結(jié)構(gòu)工程耐久性具有重要意義�；炷潦且活惥哂形⒂^、細觀和宏觀等多層次結(jié)構(gòu)的非均勻材料,以往的研究大多立足于宏觀層次把混凝土看成均勻連續(xù)體,忽略了混凝土內(nèi)部的細觀結(jié)構(gòu)及其演化對性能的影響。這種均勻化的處理方法對于研究宏觀尺度下混凝土的性能無疑行之有效,但是要想深入研究混凝土內(nèi)部裂縫的形成機制,還應從混凝土的微觀和細觀組成結(jié)構(gòu)入手,針對混凝土材料非均質(zhì)性的特點,構(gòu)建內(nèi)部應力/應變的表征、模擬方法。本文基于細觀層次上混凝土非均質(zhì)的特點,通過實驗和模擬來研究干燥條件下混凝土中非均勻應力/應變及其誘發(fā)微裂紋的分布特征,并探討混凝土中非均勻應力/應變以及已有裂縫對混凝土宏觀力學性能和開裂過程的影響,為闡明混凝土內(nèi)部裂縫的形成和擴展機制奠定理論基礎。具體工作包括:首先,利用三維數(shù)字圖像相關(guān)法（Three-dimensional Digital Image Cor... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：183 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

約束收縮開裂裝置示意圖（平板法）

鏡測定收縮引起的裂縫寬度，用于評價混凝土抗裂性能。美國道路工程師協(xié)會推薦了標準 AASHTOPP34-99[30]�；炷镰h(huán)的徑為 305mm，高度為 152mm，鋼環(huán)厚度為 12.7mm±0.4mm。將中，通過安裝在鋼環(huán)上的 4 個應變計監(jiān)測應變發(fā)展來確定混凝土 30 分鐘記錄 1 次應變計測試的應變，并觀察是否有裂縫產(chǎn)生。此時間為混凝土開裂的時間，并測試開裂后裂縫的寬度以及記錄開15 天，記錄應變的發(fā)展過程和裂縫寬度。用顯微鏡沿圓環(huán)的高度圓環(huán)的高度分為 3 等份，即沿圓環(huán)的高度方向讀取 3 個裂縫寬度寬度。根據(jù)裂縫的長度和寬度計算得出裂縫的面積來評價混凝土美國材料試驗協(xié)會出臺了一個與 AASHTOPP34 相似的水泥砂漿和試標準方法 ASTMC1581-04[31]（見圖 1-3），該方法能增加試件試結(jié)果的精度。

土內(nèi)部裂縫形成和發(fā)展的核心問題。棱柱體式限制開裂試驗方法。20 世紀 60 年代，TechnicalUniversityof構(gòu)件檢測研究所的Springenschmid[36]根據(jù)道路和水工工程建設的需要驗裝置來研究混凝土的開裂趨勢，并且由國際材料與結(jié)構(gòu)研究實驗聯(lián)驗裝置的推薦性標準。此標準中的開裂試驗裝置由 2 根熱膨脹系數(shù)很之相連的 2 塊鋼橫頭組成。通過調(diào)控橫頭的運動來確保混凝土試件絕現(xiàn)單軸約束程度達到 100%。在此基礎上 Spingenschmid 等[37]開發(fā)出溫，來研究 100%約束條件下混凝土早期水化熱引起的約束應力及導致裝置也可以測定混凝土早期的彈性模量。后來 Bloom 和 Bentur[38]也對1-4）進行了改進，用計算機精確測量拉應力，從而可以明確記錄混凝對于被動約束條件的平板法和圓環(huán)法而言，單軸約束試驗方法中約束，可以用來定量分析混凝土的早期徐變和開裂等，而且可為分析混凝性能的建模提供依據(jù)。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]混凝土Lattice模型參數(shù)修正及鋼筋混凝土銹脹破壞模擬[J]. 郭力,周陳凱,張芹,郭小明.  東南大學學報(自然科學版). 2015(06)
[2]埋入式低彈模混凝土應變傳感器的研究[J]. 楊楊,蔡陽,江晨暉,倪彤元.  浙江工業(yè)大學學報. 2015(04)
[3]基于三維數(shù)字圖像相關(guān)法的5456鋁鎂合金鋸齒形屈服研究[J]. 蔡玉龍,符師樺,王玉輝,田成剛,高越,程騰,張青川.  金屬學報. 2014(12)
[4]混凝土硬化過程中的應力-應變發(fā)展和基于內(nèi)部濕度的開裂風險預估[J]. 魏亞,高翔.  工程力學. 2014(03)
[5]數(shù)字圖像相關(guān)法測量FRP片材與混凝土界面的黏結(jié)滑移關(guān)系[J]. 施嘉偉,朱虹,吳智深,戴宜全,何小元,吳剛.  土木工程學報. 2012(10)
[6]混凝土損傷斷裂的三維細觀數(shù)值模擬[J]. 李朝紅,王海龍,徐光興.  中南大學學報(自然科學版). 2011(02)
[7]1200℃高溫熱環(huán)境下全場變形的非接觸光學測量方法研究[J]. 潘兵,吳大方,高鎮(zhèn)同,王岳武.  強度與環(huán)境. 2011(01)
[8]巖石變形破壞的數(shù)字散斑相關(guān)方法研究[J]. 宋義敏,馬少鵬,楊小彬,王顯.  巖石力學與工程學報. 2011(01)
[9]纖維自密實混凝土力學性能及早期抗裂性能研究[J]. 羅素蓉,李豪.  廣西大學學報(自然科學版). 2010(06)
[10]基于數(shù)字圖像相關(guān)法的混凝土全場變形測量[J]. 戴宜全,孫澤陽,吳剛,何小元.  東南大學學報(自然科學版). 2010(04)

博士論文
[1]三維數(shù)字圖像相關(guān)法的關(guān)鍵技術(shù)及應用研究[D]. 高越.中國科學技術(shù)大學 2014
[2]橋梁高性能混凝土早期收縮裂縫形成機理及控制[D]. 李國棟.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫控制研究[D]. 彭全敏.天津大學 2012
[4]低水膠比大摻量礦物摻合料水泥基材料的收縮及機理研究[D]. 田倩.東南大學 2006
[5]水泥基材料組分對早期水化及收縮開裂影響的研究[D]. 陳美祝.武漢大學 2004
[6]數(shù)字散斑相關(guān)方法及其在力學測量中的應用[D]. 高建新.清華大學 1989



本文編號：3321142