混凝土孔隙對(duì)其宏觀力學(xué)性能的影響研究
本文關(guān)鍵詞:混凝土孔隙對(duì)其宏觀力學(xué)性能的影響研究
更多相關(guān)文章: 混凝土 孔隙率 孔徑 彈性模量 強(qiáng)度 多孔 損傷 加權(quán)
【摘要】:混凝土材料是應(yīng)用廣泛的建筑材料之一,混凝土材料的破壞是其損傷積累的結(jié)果,細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性是混凝土材料最重要特性之一,深入認(rèn)識(shí)混凝土破壞之前微孔洞的分布及其演化發(fā)展過(guò)程,得到混凝土孔隙參數(shù)對(duì)于宏觀特性影響規(guī)律,進(jìn)一步建立孔隙與混凝土損傷之間的聯(lián)系,最終為改善混凝土的力學(xué)性能提供合理的依據(jù);炷潦菍(shí)際上由粗細(xì)骨料、孔隙、砂漿及各種裂紋復(fù)合而成,細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變直接影響混凝土彈性模量、抗拉抗壓強(qiáng)度等宏觀力學(xué)性能變化。本文主要采用混凝土隨機(jī)骨料模型進(jìn)行數(shù)值加載試驗(yàn),在生成計(jì)算模型時(shí)在水泥砂漿中引入不同孔徑、孔隙率的孔隙,通過(guò)有限元分析軟件Marc進(jìn)行數(shù)值分析,研究孔徑、孔隙率對(duì)混凝土單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量的影響規(guī)律,試驗(yàn)結(jié)果表明:混凝土彈性模量在同一孔徑下隨著孔隙率的增長(zhǎng)呈線性下降,在同一孔隙率下隨著孔徑增大呈對(duì)數(shù)下降;混凝土抗拉抗壓強(qiáng)度在同一孔徑下隨著孔隙率的增長(zhǎng)呈對(duì)數(shù)下降,在同一孔隙率下隨著孔徑增大呈對(duì)數(shù)下降。其次,將數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)比,驗(yàn)證數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果和擬合公式的合理性;通過(guò)基于強(qiáng)度損傷的混凝土損傷計(jì)算公式,建立了混凝土損傷與孔隙率和孔徑之間的關(guān)系;最后根據(jù)建立的損傷計(jì)算公式,描繪了細(xì)觀尺寸下混凝土的損傷面。為得到混凝土加載過(guò)程中的破壞規(guī)律,又采用單元?jiǎng)h除法對(duì)不同孔徑、孔隙率時(shí)試件的破壞形態(tài)和規(guī)律及其所對(duì)應(yīng)的試件應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行研究,并且通過(guò)二次開(kāi)發(fā)程序計(jì)算加載過(guò)程中試件破壞面積變化規(guī)律?紫堵试酱,材料達(dá)到峰值應(yīng)力時(shí)新破壞的面積越小。由于實(shí)際混凝土試件中含有眾多孔徑,因此最后研究了多種孔徑作用下的混凝土力學(xué)性能,研究結(jié)果表明,混凝土中孔徑分布和孔隙率對(duì)其彈性模量和強(qiáng)度均有較大影響?紫堵氏嗤瑫r(shí),多種孔徑作用下的混凝土宏觀力學(xué)性質(zhì)是單一孔徑作用下的宏觀力學(xué)性質(zhì)的加權(quán)平均值。
【關(guān)鍵詞】:混凝土 孔隙率 孔徑 彈性模量 強(qiáng)度 多孔 損傷 加權(quán)
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TU528
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-14
- 1.1 研究的背景與意義9-11
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀11-13
- 1.3 本文的研究的主要內(nèi)容13-14
- 2 混凝土細(xì)觀特性數(shù)值分析原理和步驟14-24
- 2.1 混凝土骨料的隨機(jī)生成14-16
- 2.1.1 蒙特卡羅方法簡(jiǎn)介14-15
- 2.1.2 隨機(jī)骨料的產(chǎn)生15-16
- 2.2 混凝土界面區(qū)的產(chǎn)生16-17
- 2.3 孔隙投放與模型單元網(wǎng)格劃分17-18
- 2.4 混凝土各組分材料參數(shù)的選取18-19
- 2.5 混凝土加載以及分析過(guò)程19-22
- 2.6 本章小結(jié)22-24
- 3 單軸加載時(shí)孔隙對(duì)混凝土破壞規(guī)律的影響24-35
- 3.1 不同孔隙時(shí)混凝土的破壞形態(tài)分析24-28
- 3.1.1 無(wú)孔混凝土試件的破壞形態(tài)24-25
- 3.1.2 不同孔隙率時(shí)混凝土試件的破壞形態(tài)25-27
- 3.1.3 不同孔徑時(shí)混凝土試件的破壞形態(tài)27-28
- 3.2 不同孔隙作用下混凝土單軸受拉破壞規(guī)律28-31
- 3.3 不同孔隙率作用下混凝土單軸受壓破壞規(guī)律31-34
- 3.4 本章小結(jié)34-35
- 4 孔隙對(duì)混凝土損傷分析35-54
- 4.1 損傷力學(xué)的基本原理35-38
- 4.2 單軸受拉作用下混凝土損傷分析38-39
- 4.3 孔隙作用下混凝土抗拉宏觀力學(xué)特性變化規(guī)律39-42
- 4.4 孔隙作用下混凝土抗壓宏觀力學(xué)特性變化規(guī)律42-45
- 4.5 混凝土彈性模量分析結(jié)果與理論對(duì)比45-48
- 4.6 混凝土強(qiáng)度分析結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)公式的對(duì)比48-51
- 4.7 基于強(qiáng)度的混凝土損傷分析51-52
- 4.7.1 單軸受拉作用下混凝土損傷分析51
- 4.7.2 單軸受壓作用下混凝土損傷分析51-52
- 4.8 本章小結(jié)52-54
- 5 多種孔徑對(duì)混凝土的影響54-65
- 5.1 混凝土試件中孔隙的概率密度函數(shù)54-55
- 5.2 特定概率分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生55-57
- 5.3 多孔徑時(shí)混凝土的破壞規(guī)律及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系57-59
- 5.3.1 多孔徑時(shí)混凝土破壞規(guī)律57-58
- 5.3.2 多孔徑時(shí)混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線58-59
- 5.4 多種孔徑時(shí)混凝土的受拉力學(xué)性能分析59-62
- 5.4.1 多孔徑時(shí)混凝土受拉彈性模量59-61
- 5.4.2 多孔徑時(shí)混凝土受拉強(qiáng)度61-62
- 5.5 多種孔徑時(shí)混凝土的抗壓力學(xué)性能分析62-64
- 5.5.1 多孔徑下混凝土受壓彈性模量62-63
- 5.5.2 多孔徑下混凝土受壓強(qiáng)度63-64
- 5.6 本章小結(jié)64-65
- 6 結(jié)論與展望65-67
- 6.1 結(jié)論65-66
- 6.2 展望66-67
- 參考文獻(xiàn)67-71
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況71
- 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目71-72
- 致謝72-73
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,本文編號(hào):684305
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