混凝土作為一種具有良好工作性能的材料,在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用�；炷亮芽p開展機(jī)理是建筑物進(jìn)行安全性評價(jià)的基礎(chǔ)。目前的研究肯定了混凝土斷裂具有的過程特性,同時(shí)指出混凝土斷裂過程具有的軟化特性�；炷翑嗔衍浕緲�(gòu)曲線深刻影響著混凝土構(gòu)件斷裂破壞的全過程,因而確定混凝土軟化本構(gòu)曲線是進(jìn)行混凝土斷裂分析的關(guān)鍵。區(qū)別于傳統(tǒng)的采用直接拉伸試驗(yàn)獲取軟化曲線的方法,基于數(shù)值方法進(jìn)行軟化曲線逆推分析的間接方法因其具有的便捷性和高效性受到越來越多學(xué)者的認(rèn)同和關(guān)注。本文以Roelfstra提出的逆推法理論為基礎(chǔ),利用全局優(yōu)化算法,在商業(yè)軟件上搭建起混凝土三點(diǎn)彎曲梁軟化曲線逆推分析平臺,并對相關(guān)三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)進(jìn)行了逆推分析。本文主要進(jìn)行了以下工作:(1)以軟化曲線為設(shè)計(jì)變量,以數(shù)值仿真模型計(jì)算得到的P-CMOD曲線同試驗(yàn)測得的P-CMOD曲線之間的誤差為目標(biāo)函數(shù),基于ABAQUS的Python腳本編制三點(diǎn)彎曲梁數(shù)值仿真模型,利用MATLAB編制軟化曲線生成及P-CMOD曲線誤差分析程序,將兩者裝配于參數(shù)優(yōu)化軟件Isight,搭建起三點(diǎn)彎曲梁參數(shù)化建模及軟化曲線逆推分析平臺,實(shí)現(xiàn)了軟化曲線的自動高效獲取。(2)以相關(guān)三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)為參照,比較分析了雙線性軟化曲線和三線性軟化曲線逆推分析結(jié)果上存在的差異,反映了三線性軟化曲線在表征混凝土實(shí)際斷裂軟化特性時(shí)具有更高的準(zhǔn)確性。同時(shí)將三線性軟化曲線逆推得到的P-CMOD曲線同Kyoungsoo基于兩參數(shù)模型計(jì)算得到的P-CMOD曲線進(jìn)行對比分析,指出逆推分析方法在確定軟化本構(gòu)曲線上的優(yōu)勢。(3)將逆推分析與雙K斷裂理論有機(jī)結(jié)合,分別確定逆推P-CMOD曲線和試驗(yàn)P-CMOD曲線的荷載峰值P_(max)及對應(yīng)的裂縫口張開位移CMOD_c,代入自編的雙K斷裂參數(shù)計(jì)算程序計(jì)算起裂斷裂韌度K_(Ic)~(in) ~i和失穩(wěn)斷裂韌度K_(Ic)~(un),并將逆推分析得到的P-CMOD曲線計(jì)算得到的起裂斷裂韌度和失穩(wěn)斷裂韌度同試驗(yàn)測得的P-CMOD曲線計(jì)算得到的起裂斷裂韌度和失穩(wěn)斷裂韌度進(jìn)行比較分析,指出兩者具有的一致性,為逆推分析用于實(shí)際工程的分析計(jì)算提供參考。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

0lim 2 ( ,0) I y yr滑開型裂縫是在平行縫面的剪應(yīng)力 xy的作用下，構(gòu)件兩部分沿開裂面錯(cuò)開而形成的裂縫。滑開型裂縫的剪應(yīng)力 平行于裂縫面，且沿裂縫面構(gòu)件上下兩部分運(yùn)動方向相反，開裂擴(kuò)展路徑與剪應(yīng)力 平行，稱為 型裂縫，其斷裂韌度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：0lim 2 ( ,0) II xy xyrK r r a(2.5撕開型裂縫是在平行縫面的剪應(yīng)力 yz的作用下沿裂縫面構(gòu)件上下兩部分錯(cuò)開，裂縫開展路徑沿原來的方向向前擴(kuò)展，稱為 型裂縫，其斷裂韌度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：0lim 2 ( ,0) III yz yzrK r r a(2.6當(dāng)構(gòu)件內(nèi)裂縫同時(shí)受到正應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用時(shí)，構(gòu)件就會同時(shí)產(chǎn)生 型裂縫和型裂縫，稱為復(fù)合型裂縫。在工程應(yīng)用中，由于張開型裂縫（ 型）最為危險(xiǎn)，最容易引起構(gòu)件的低應(yīng)力脆性斷裂，因此在實(shí)際處理裂縫時(shí)，即使是復(fù)合型裂縫，也將其視為 型裂縫來處理。當(dāng)然，采用 型裂縫來簡化表達(dá)復(fù)合型裂縫雖然簡單明了，但是計(jì)算處理結(jié)果往往與實(shí)際受力情形差別較大。故在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際需求有所取舍。

圖 2.3 混凝土的斷裂過程區(qū)混凝土在外力作用下表現(xiàn)出來的非線性是裂縫尖端斷裂過程區(qū)的存在造成的。能夠深入了解斷裂過程區(qū)的發(fā)展機(jī)理對混凝土斷裂韌度、耐久性等方面的影響，學(xué)者提出采用試驗(yàn)的技術(shù)手段對混凝土斷裂過程區(qū)進(jìn)行觀測[34]。試驗(yàn)觀測主要可為兩大類：一類是直接觀測技術(shù)，一類是間接觀測技術(shù)。直接觀測技術(shù)是指利用光學(xué)儀器對裂縫尖端直接進(jìn)行觀測；例如 1993 年 Krstulovic[35]利用掃描電子顯微SEM）對緊湊拉伸時(shí)間斷裂過程區(qū)進(jìn)行的試驗(yàn)觀測，以及 Otsuka[36]等利用 X 射斷裂過程區(qū)進(jìn)行的相關(guān)研究。間接觀測技術(shù)指利用激光散斑、光彈片、云紋干涉發(fā)射以及內(nèi)置光纖等方法在荷載施加的同時(shí)對斷裂過程區(qū)進(jìn)行無損觀測：例cquot[37]等利用激光散斑法觀測了主裂縫的亞臨界擴(kuò)展過程；徐世烺、趙國藩[38]利光散斑法對切口梁進(jìn)行了試驗(yàn)觀測；Berthaud[39]等利用聲發(fā)射技術(shù)研究了受拉混試件單條裂縫的損傷問題；Shah[40]等利用六通道聲發(fā)射技術(shù)觀測了單軸拉伸試件區(qū)的集中存在；Otsuka[41]則基于聲發(fā)射技術(shù)對不同骨料尺寸試件進(jìn)行了對比分析

圖 3.8 以 Isight 平臺搭建的逆推分析程序框架性軟化曲線數(shù)值算例建立ffrey[68]文獻(xiàn)中的切口三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)作為本文數(shù)值算例的試TM 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了梁深 63mm、150mm、250mm 的三組標(biāo)準(zhǔn)試在預(yù)制裂縫切口時(shí)有所區(qū)別，其中梁深 63mm 的試件采用圓鋸號），梁深 150mm、250mm 試件則采用預(yù)埋鋼片澆筑形成切例的目的為驗(yàn)證本文所提算法的可行性，故選取了單一工個(gè)試件進(jìn)行逆推分析計(jì)算，對于預(yù)埋鋼片的試件本文第四章中此處不予贅述。63mm的三點(diǎn)彎曲切口梁試件編號分別為CB63-80a、CB63-80 為 350mm，跨長 S 為 250mm，梁深 D 為 63mm，梁厚 t 為 8
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2861146