橋梁出現裂縫是一種常見的工程問題,對橋梁裂縫的形成過程及機理進行分析,有利于合理的橋梁加固方案的提出,這對我國交通發(fā)展具有重要的意義。以往對裂縫的研究都是從宏觀角度考慮的,不能很好的反映裂縫從產生到擴展的過程。本文從混凝土隨機骨料模型的開裂數值試驗入手,推導了混凝土的損傷變量與應變的關系,并研究了模型的骨料參數和砂漿參數對混凝土宏觀力學特性的影響。在此基礎上,結合車城路高架橋蓋梁出現裂縫的工程問題,從細觀角度對裂縫產生的原因進行了分析,并建立蓋梁損傷前后的模型來進行驗證。對于車城路高架橋蓋梁的裂縫問題,提出了三種加固方案,從不同方面分析了每種加固方案的優(yōu)缺點,最終得出合適的加固方案。本文的主要成果如下:（1）通過對隨機骨料模型的單軸拉伸模擬,得到了該模型的應力—應變曲線,然后根據模型的應力—應變曲線進行推導,得到了該混凝土的損傷變量與應變的關系。該關系式可用于實際情況中混凝土的受損分析。（2）分別研究了骨料、砂漿等材料對混凝土宏觀性能的影響。對不同骨料參數的混凝土隨機骨料模型的研究表明,混凝土骨料的空間分布對混凝土的彈性模量和抗拉強度極限值均無較大影響;當混凝土的骨料粒徑增大時,混凝土... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：96 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

隨機骨料模型

武漢理工大學碩士學位論文19表3-2隨機骨料數目計算表粒徑范圍20-4010-205-10粒徑代表D302010粒徑數目N61234確定好骨料數目及粒徑的大小后，先在ABAQUS中建立混凝土構件的邊界，然后在ABAQUS中運行使用python編寫好的腳本，實現骨料的隨機投放，建立好幾何模型后，運用python語言將選定好的材料屬性分別賦予相應的部分，如圖3-1所示，圓形的為骨料模型，圓形外的圓環(huán)為連接界面，界面厚度為1mm，其他部分為砂漿基質。賦好材料屬性后對模型進行單元劃分，由于結構較復雜，網格的劃分選用自由網格(free)中的四邊形單元，劃分好的網格如圖3-1所示。圖3-1混凝土隨機骨料模型網格劃分3.1.3荷載的施加及結果分析為了實現模型的單軸拉伸，需要給模型施加一定的約束及荷載。本節(jié)對模型的加載情況如圖3-2所示，在模型的底部施加豎向約束，模型兩側不施加約束，模型頂部施加豎直向上的位移。

武漢理工大學碩士學位論文20圖3-2混凝土單軸拉伸的邊界條件通過對混凝土隨機骨料模型的受力分析，得到了如圖3-3所示的混凝土隨機骨料模型裂紋的產生及擴展過程。由圖3-3(b)可知，當試件受拉后，由于內部骨料的不均勻性，產生了應力集中現象，結構內部的應力不均勻分布。隨著應力的增加，抗拉能力最弱的界面單元首先滿足開裂條件，產生初始裂縫；然后隨著位移的增加，初始裂縫開始擴展。裂縫主要沿著骨料與砂漿界面擴展，當應力繼續(xù)增大時，裂縫會離開界面向砂漿及骨料擴展。雖然骨料單元的強度與斷裂能遠遠高于其他組分，但由于裂紋尖端的應力集中現象，部分骨料也會出現斷裂，如圖3-4所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]體外預應力碳纖維板加固橋梁梁體橫向裂縫[J]. 王師.  黑龍江交通科技. 2019(01)
[2]體外預應力加固對鋼筋混凝土T梁靜力性能影響[J]. 鄭學忠.  福建交通科技. 2018(06)
[3]碳纖維布在橋梁加固中的應用[J]. 喬國威.  山西建筑. 2018(36)
[4]體外預應力加固連續(xù)橋技術剛構[J]. 呂大維,王碩,任鳳軍.  科技經濟導刊. 2018(33)
[5]碳纖維布在橋梁加固工程中的施工技術要點[J]. 蔡剛.  科技創(chuàng)新導報. 2018(33)
[6]橋梁養(yǎng)護中的炭纖維加固補強施工技術[J]. 吳頌浩,李鵬麟.  黑龍江交通科技. 2018(09)
[7]粘貼碳纖維布法現場加固應用[J]. 陸洋.  建筑技術開發(fā). 2018(16)
[8]碳纖維加固效果實橋對比試驗研究[J]. 馬耕.  福建建設科技. 2018(04)
[9]預應力鋼板用于橋梁或梁板加固技術[J]. 殷樹芳.  浙江建筑. 2016(04)
[10]增大截面加固受彎構件的正截面承載力計算方法[J]. 楊斌,安關峰,單成林.  公路交通科技. 2015(06)

博士論文
[1]鋼纖維混凝土纖維分布與力學性能關系試驗研究及數值仿真[D]. 張勝利.太原理工大學 2018
[2]混凝土保護層銹脹開裂時間預測模型及細觀裂紋擴展分析[D]. 汪奔.西南交通大學 2018
[3]預應力CFRP板加固混凝土結構的力學性能及溫差與凍融影響研究[D]. 李知兵.湖南大學 2014
[4]濕熱環(huán)境下FRP加固RC構件耐久性實驗方法研究[D]. 周昊.華南理工大學 2012
[5]基于宏細觀力學的混凝土破損行為研究[D]. 唐欣薇.清華大學 2009

碩士論文
[1]基于顆粒流離散元法的混凝土凍融損傷單軸試驗模擬[D]. 王正鑫.西安理工大學 2018
[2]基于細觀結構的再生混凝土力學性能研究[D]. 段東旭.西安理工大學 2018
[3]基于細觀層次的鋼筋—次輕混凝土粘結性能研究[D]. 黃安.北方工業(yè)大學 2018
[4]基于細觀單元概化的碾壓混凝土變形及破壞行為分析[D]. 蔡磊.南昌大學 2018
[5]混凝土斷裂過程的細觀力學有限元模擬研究[D]. 馮魁元.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[6]基于細觀層次的鋼纖維次輕混凝土力學性能研究[D]. 王翔.北方工業(yè)大學 2018
[7]混凝土溫度場分布的細觀數值模擬研究[D]. 常澤.大連理工大學 2018
[8]利用漸進均勻化方法分析ITZ影響時混凝土的力學參數[D]. 肖鵬.湘潭大學 2018
[9]瀝青混凝土的宏細觀粘彈性動力學響應[D]. 朱國棟.合肥工業(yè)大學 2018
[10]基于宏觀實驗數據的混凝土材料細觀本構模型參數反演[D]. 王頌.大連理工大學 2018



本文編號：3369348