橋梁出現(xiàn)裂縫是一種常見的工程問題,對橋梁裂縫的形成過程及機(jī)理進(jìn)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(chǎn)生到擴(kuò)展的過程。本文從混凝土隨機(jī)骨料模型的開裂數(shù)值試驗入手,推導(dǎo)了混凝土的損傷變量與應(yīng)變的關(guān)系,并研究了模型的骨料參數(shù)和砂漿參數(shù)對混凝土宏觀力學(xué)特性的影響。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合車城路高架橋蓋梁出現(xiàn)裂縫的工程問題,從細(xì)觀角度對裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析,并建立蓋梁損傷前后的模型來進(jìn)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(jī)骨料模型的單軸拉伸模擬,得到了該模型的應(yīng)力—應(yīng)變曲線,然后根據(jù)模型的應(yīng)力—應(yīng)變曲線進(jìn)行推導(dǎo),得到了該混凝土的損傷變量與應(yīng)變的關(guān)系。該關(guān)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(shù)的混凝土隨機(jī)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(qiáng)度極限值均無較大影響;當(dāng)混凝土的骨料粒徑增大時,混凝土... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

隨機(jī)骨料模型

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文19表3-2隨機(jī)骨料數(shù)目計算表粒徑范圍20-4010-205-10粒徑代表D302010粒徑數(shù)目N61234確定好骨料數(shù)目及粒徑的大小后，先在ABAQUS中建立混凝土構(gòu)件的邊界，然后在ABAQUS中運行使用python編寫好的腳本，實現(xiàn)骨料的隨機(jī)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(yīng)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(zhì)。賦好材料屬性后對模型進(jìn)行單元劃分，由于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，網(wǎng)格的劃分選用自由網(wǎng)格(free)中的四邊形單元，劃分好的網(wǎng)格如圖3-1所示。圖3-1混凝土隨機(jī)骨料模型網(wǎng)格劃分3.1.3荷載的施加及結(jié)果分析為了實現(xiàn)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(cè)不施加約束，模型頂部施加豎直向上的位移。

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)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(jī)骨料模型的受力分析，得到了如圖3-3所示的混凝土隨機(jī)骨料模型裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)展過程。由圖3-3(b)可知，當(dāng)試件受拉后，由于內(nèi)部骨料的不均勻性，產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力不均勻分布。隨著應(yīng)力的增加，抗拉能力最弱的界面單元首先滿足開裂條件，產(chǎn)生初始裂縫；然后隨著位移的增加，初始裂縫開始擴(kuò)展。裂縫主要沿著骨料與砂漿界面擴(kuò)展，當(dāng)應(yīng)力繼續(xù)增大時，裂縫會離開界面向砂漿及骨料擴(kuò)展。雖然骨料單元的強(qiáng)度與斷裂能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他組分，但由于裂紋尖端的應(yīng)力集中現(xiàn)象，部分骨料也會出現(xiàn)斷裂，如圖3-4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]體外預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力加固對鋼筋混凝土T梁靜力性能影響[J]. 鄭學(xué)忠.  福建交通科技. 2018(06)
[3]碳纖維布在橋梁加固中的應(yīng)用[J]. 喬國威.  山西建筑. 2018(36)
[4]體外預(yù)應(yīng)力加固連續(xù)橋技術(shù)剛構(gòu)[J]. 呂大維,王碩,任鳳軍.  科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(33)
[5]碳纖維布在橋梁加固工程中的施工技術(shù)要點[J]. 蔡剛.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2018(33)
[6]橋梁養(yǎng)護(hù)中的炭纖維加固補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)[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(xiàn)場加固應(yīng)用[J]. 陸洋.  建筑技術(shù)開發(fā). 2018(16)
[8]碳纖維加固效果實橋?qū)Ρ仍囼炑芯縖J]. 馬耕.  福建建設(shè)科技. 2018(04)
[9]預(yù)應(yīng)力鋼板用于橋梁或梁板加固技術(shù)[J]. 殷樹芳.  浙江建筑. 2016(04)
[10]增大截面加固受彎構(gòu)件的正截面承載力計算方法[J]. 楊斌,安關(guān)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(xué)性能關(guān)系試驗研究及數(shù)值仿真[D]. 張勝利.太原理工大學(xué) 2018
[2]混凝土保護(hù)層銹脹開裂時間預(yù)測模型及細(xì)觀裂紋擴(kuò)展分析[D]. 汪奔.西南交通大學(xué) 2018
[3]預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能及溫差與凍融影響研究[D]. 李知兵.湖南大學(xué) 2014
[4]濕熱環(huán)境下FRP加固RC構(gòu)件耐久性實驗方法研究[D]. 周昊.華南理工大學(xué) 2012
[5]基于宏細(xì)觀力學(xué)的混凝土破損行為研究[D]. 唐欣薇.清華大學(xué) 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?zāi)M[D]. 王正鑫.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于細(xì)觀結(jié)構(gòu)的再生混凝土力學(xué)性能研究[D]. 段東旭.西安理工大學(xué) 2018
[3]基于細(xì)觀層次的鋼筋—次輕混凝土粘結(jié)性能研究[D]. 黃安.北方工業(yè)大學(xué) 2018
[4]基于細(xì)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(xué) 2018
[5]混凝土斷裂過程的細(xì)觀力學(xué)有限元模擬研究[D]. 馮魁元.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[6]基于細(xì)觀層次的鋼纖維次輕混凝土力學(xué)性能研究[D]. 王翔.北方工業(yè)大學(xué) 2018
[7]混凝土溫度場分布的細(xì)觀數(shù)值模擬研究[D]. 常澤.大連理工大學(xué) 2018
[8]利用漸進(jìn)均勻化方法分析ITZ影響時混凝土的力學(xué)參數(shù)[D]. 肖鵬.湘潭大學(xué) 2018
[9]瀝青混凝土的宏細(xì)觀粘彈性動力學(xué)響應(yīng)[D]. 朱國棟.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[10]基于宏觀實驗數(shù)據(jù)的混凝土材料細(xì)觀本構(gòu)模型參數(shù)反演[D]. 王頌.大連理工大學(xué) 2018



本文編號：3369348