發(fā)布時間：2021-08-18 22:20

　　輕骨料混凝土輕質(zhì)高強并且具有良好的變形性能,由于內(nèi)部多孔,其保溫作用顯著,質(zhì)量輕的特性也使得其抗震性能優(yōu)良,被廣泛用于高層民用建筑、大胯橋梁以及其他復(fù)雜工業(yè)建筑。另一方面,由于輕骨料混凝土內(nèi)部多孔的特性,在外部荷載或溫度等作用下,混凝土構(gòu)件產(chǎn)生的微裂紋貫通速度很快,很容易形成宏觀裂縫,發(fā)生斷裂,所以為了避免這種事故的發(fā)生并進(jìn)一步了解輕混凝土的基本性能和破壞機(jī)理,研究輕骨料混凝土的斷裂特性是十分必要的。但由于混凝土材料的復(fù)雜性,往往僅依靠實驗是無法很好的得到輕骨料混凝土的損傷破壞機(jī)理以及裂紋擴(kuò)展規(guī)律,而近些年來數(shù)值模擬試驗的發(fā)展很有效的解決了這個問題。本文利用三點彎曲梁試驗,對不同骨料體積率以及不同骨料強度的輕骨料混凝土進(jìn)行了斷裂試驗,并對材料力學(xué)性能進(jìn)行測量;另一方面,通過隨機(jī)骨料投放模型與基于耦合準(zhǔn)則（CC）的有限斷裂模型對接,建立有限損傷斷裂細(xì)觀力學(xué)模型,并將砂漿和骨料的基本力學(xué)性能參數(shù)代入模型,通過數(shù)值模型模擬不同骨料強度、不同輕骨料體積率的混凝土梁斷裂全過程,真實再現(xiàn)梁在彎曲狀態(tài)下的損傷-斷裂過程,分析不同材料的損傷破壞機(jī)制,得出以下結(jié)論:1.首次將Coupled Criter... 

【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)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

骨料隨機(jī)投放模型

14該階段材料沒有發(fā)生損傷或者已經(jīng)發(fā)生很小的損傷但不進(jìn)行擴(kuò)展；峰值應(yīng)力后，損傷開始發(fā)生擴(kuò)展。這種假設(shè)雖然與實際情況有些出入(混凝土存在孔隙有初始損傷)，但應(yīng)用十分方便，且其名義應(yīng)力—應(yīng)變曲線下降段只要調(diào)整材料常數(shù)，就能較好地反映不同混凝土的特性，具有不錯精度的同時大大的簡化了計算。Mazars損傷模型的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系如公式2-6所示：0ee00ee0if(1)ifEED(2-7)式中0表示峰值應(yīng)變，E0表示初始彈性模量，D表示損傷演化參數(shù)。名義應(yīng)力—應(yīng)變曲線（圖2-2）和有效應(yīng)力—應(yīng)變曲線（圖2-3）如下所示：圖2-2混凝土名義應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系圖2-3混凝土有效應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系ε0也表示發(fā)生損傷時的應(yīng)變，其對應(yīng)的峰值應(yīng)力為名義應(yīng)力最大值。假設(shè)初始損傷為0，則損傷演化方程如公式2-7所示：e00e0e0e0if1(1exp(()))ifD(2-8)α和β是材料的參數(shù)，Mazars給出了α和β的范圍，對于一般混凝土材料，取0.7<α<1，104<β<105。損傷—應(yīng)變關(guān)系曲線如下所示：圖2-3混凝土損傷—應(yīng)變關(guān)系

14該階段材料沒有發(fā)生損傷或者已經(jīng)發(fā)生很小的損傷但不進(jìn)行擴(kuò)展；峰值應(yīng)力后，損傷開始發(fā)生擴(kuò)展。這種假設(shè)雖然與實際情況有些出入(混凝土存在孔隙有初始損傷)，但應(yīng)用十分方便，且其名義應(yīng)力—應(yīng)變曲線下降段只要調(diào)整材料常數(shù)，就能較好地反映不同混凝土的特性，具有不錯精度的同時大大的簡化了計算。Mazars損傷模型的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系如公式2-6所示：0ee00ee0if(1)ifEED(2-7)式中0表示峰值應(yīng)變，E0表示初始彈性模量，D表示損傷演化參數(shù)。名義應(yīng)力—應(yīng)變曲線（圖2-2）和有效應(yīng)力—應(yīng)變曲線（圖2-3）如下所示：圖2-2混凝土名義應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系圖2-3混凝土有效應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系ε0也表示發(fā)生損傷時的應(yīng)變，其對應(yīng)的峰值應(yīng)力為名義應(yīng)力最大值。假設(shè)初始損傷為0，則損傷演化方程如公式2-7所示：e00e0e0e0if1(1exp(()))ifD(2-8)α和β是材料的參數(shù)，Mazars給出了α和β的范圍，對于一般混凝土材料，取0.7<α<1，104<β<105。損傷—應(yīng)變關(guān)系曲線如下所示：圖2-3混凝土損傷—應(yīng)變關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于內(nèi)聚力模型的粉煤灰混凝土細(xì)觀開裂研究[J]. 林力,楊鑫平,常曉林,唐龍文,武冰清.  人民長江. 2018(20)
[2]粗骨料種類對高強混凝土工作性和力學(xué)性能的影響[J]. 詹偉,楊林,苗苗.  重慶建筑. 2017(12)
[3]細(xì)觀力學(xué)均勻質(zhì)模型在頁巖陶粒骨料的力學(xué)、熱學(xué)性能參數(shù)評價中的應(yīng)用研究[J]. 柯楊,鄧東,高飛,鄭康.  混凝土. 2017(10)
[4]我國輕骨料混凝土及其新產(chǎn)品發(fā)展動向與標(biāo)準(zhǔn)體系概述[J]. 李應(yīng)權(quán),扈士凱,遲碧川,陳志純,谷冰瑩,高陽陽.  混凝土世界. 2016(11)
[5]輕骨料混凝土斷裂行為的細(xì)觀數(shù)值模擬[J]. 沈少波,魏均,孔凡,李書進(jìn).  武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2016(09)
[6]內(nèi)聚力模型在裂紋萌生及擴(kuò)展中的應(yīng)用[J]. 孫家啟,紀(jì)冬梅,唐家志.  上海電力學(xué)院學(xué)報. 2016(02)
[7]粗骨料體積含量對混凝土斷裂參數(shù)的影響[J]. 韓宇棟,張君,高原.  工程力學(xué). 2013(03)
[8]自密實輕骨料混凝土的雙K斷裂參數(shù)和斷裂能試驗研究[J]. 吳熙,付騰飛,吳智敏.  工程力學(xué). 2010(S2)
[9]混凝土細(xì)觀力學(xué)研究進(jìn)展及評述[J]. 馬懷發(fā),陳厚群,黎保琨.  中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報. 2004(02)
[10]二維混凝土隨機(jī)骨料模型研究[J]. 高政國,劉光廷.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2003(05)

碩士論文
[1]基于內(nèi)聚力模型非均質(zhì)材料損傷與失效的數(shù)值研究[D]. 靳國輝.浙江工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3350730