【摘要】：很多試驗研究已經(jīng)證明,材料的破壞來源于材料內(nèi)部初始缺陷的發(fā)展和新缺陷的產(chǎn)生,主要表現(xiàn)為材料中微孔洞的形成、成長及連接。超高性能混凝土的優(yōu)良力學(xué)性能來自于其相對于普通混凝土更加致密的細(xì)觀內(nèi)部結(jié)構(gòu),但類似于超高性能混凝土這種多相材料,其內(nèi)部的多尺度結(jié)構(gòu)中必定有初始缺陷的存在。這些初始缺陷在荷載的作用下可能不斷發(fā)展,從而造成材料性能的劣化。現(xiàn)代設(shè)計方法和建造水平的提高,迫使人們需要深入了解超高性能混凝土材料的破壞機(jī)理并對其進(jìn)行預(yù)測�；谶@一點,文章采用細(xì)觀損傷力學(xué)方法研究超高性能混凝土材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)中應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系,并結(jié)合試驗和數(shù)值擬合方法,從而能較為準(zhǔn)確地確定出材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。本文從細(xì)觀損傷力學(xué)的角度,基于Gurson模型建立了適用于超高性能混凝土的體胞單元,以孔洞體積百分比f表征損傷的程度。在此模型基礎(chǔ)上將f代入假定的位移攝動項中,通過給定的應(yīng)變方程和邊界條件利用勢能極小原理推導(dǎo)出體胞單元在單軸對稱加載作用下的本構(gòu)關(guān)系。最后再由功率互等定理得到材料的宏觀本構(gòu)關(guān)系。根據(jù)最大密實度理論,在配合比一定的情況下,通過改變鋼纖維摻量獲得了一些具有可靠強度和穩(wěn)定拉壓應(yīng)變的超高性能混凝土材料試件,并利用試驗方法測得材料的相關(guān)性能數(shù)據(jù)。通過對材料試驗數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)在選用粗細(xì)混合纖維時,材料試件的綜合性能更好。結(jié)合相關(guān)試驗數(shù)據(jù)采用參數(shù)擬合的方法得到本構(gòu)方程中相關(guān)參數(shù)的關(guān)系式。代入本文中試驗數(shù)據(jù)給出了對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。計算了當(dāng)彈模、泊松比、孔隙比不同取值時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,用數(shù)值擬合的方法提出了一個損傷本構(gòu)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528
【圖文】：

UHPC 中孔洞現(xiàn)象及研究的意義之前研究學(xué)者已經(jīng)注意到，材料的破壞來源于材料內(nèi)部初始缺陷的生。例如 Tipper[1]，Puttick[2]在延性金屬材料中觀察到孔洞的增長導(dǎo)Rhines[3]揭示了塑膠中孔洞的增長和 Puttick[2]在銅中觀察到的現(xiàn)象之于觀測手段的問題，上個世紀(jì)八十年代 Slate[4]用顯微鏡對混凝土內(nèi)并對其特性做了總結(jié)�，F(xiàn)階段技術(shù)水平的提升可以對材料內(nèi)部缺陷察，借助于染色技術(shù)、圖片處理技術(shù)以及掃描電子顯微鏡使得人們料內(nèi)部結(jié)構(gòu)在荷載作用下缺陷的發(fā)展情況。性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete, 以下簡稱 UHPC）是內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有多尺度性，因此其組成成分之間必定存在缺陷。文獻(xiàn)[5料 UHPC 的研究發(fā)現(xiàn)，在對比 28 天純水泥靜漿基體的孔結(jié)構(gòu)時，發(fā)于等于 54%時，UHPC 的孔隙體積百分比是低于普通水泥靜漿基體配合比下凈漿基體 28 天齡期的電鏡圖片。

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 基于 Gurson 理論的 UHPC 損傷本類型按其特征尺度可分為微觀、細(xì)觀和宏觀三種情空穴、點缺陷、位錯等，需要采用微觀點陣模型來或量子統(tǒng)計力學(xué)的方法預(yù)測微觀損傷對宏觀力學(xué)行損傷。細(xì)觀損傷通常指空洞、微裂紋、夾雜等。這及它們對材料力學(xué)行為的影響是損傷力學(xué)的熱門課題學(xué)是從材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，對不同的細(xì)觀損傷機(jī)的物理與力學(xué)過程的研究來了解材料的破壞，并通構(gòu)得出材料的宏觀性質(zhì)。圖 2.1 表明了細(xì)觀損傷力學(xué)

圖 3.1 FR1-5 小梁彎曲荷載-位移曲線 圖 3.2 FR1-4 小梁彎曲荷載-位移曲線圖 3.3 FR2-6 小梁彎曲荷載-位移曲線 圖 3.4 FR2-3 小梁彎曲荷載-位移曲線：縱坐標(biāo)為荷載，單位為 kN，橫坐標(biāo)為位移，單位為 mm對比 MR1 和 MR2 可知，增加粗纖維的長度和直徑對初裂強度有所提高，但總看影響不大，但抗折強度提高明顯，而且 MR2 配合比擁有較 MR1 更好的變形能如圖 3.1，圖 3.4），最大變形可達(dá) 16mm，而且開裂后剛度變化緩慢，荷載-位移曲

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

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本文編號：2764858