【摘要】：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為十九世紀(jì)的一項重大發(fā)明被廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu),其破壞過程有復(fù)雜的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,已有的關(guān)于梁體破壞過程的模擬多是基于有限元的方法,將非均質(zhì)的混凝土視為均質(zhì)材料,并預(yù)先設(shè)定了試件中裂紋的發(fā)展方向,這種簡化無法在細(xì)觀層次準(zhǔn)確模擬預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁內(nèi)部損傷演變的全過程。針對室內(nèi)試驗和有限元方法的局限性,論文采用離散元的方法進(jìn)行研究,將混凝土材料視為三相復(fù)合的非均質(zhì)材料。運(yùn)用顆粒流程序PFC~(3D)建立材料的細(xì)觀模型,通過擬合材料宏觀試驗的應(yīng)力-應(yīng)變曲線標(biāo)定其細(xì)觀參數(shù),分析摩擦系數(shù)、平行粘結(jié)半徑及界面角度等細(xì)觀參數(shù)對混凝土材料宏觀性能的影響�；谝褬�(biāo)定的參數(shù)建立了梁體的細(xì)觀模型,采用等效荷載法施加預(yù)應(yīng)力,模擬連續(xù)梁模型在車輛荷載作用下細(xì)觀層次損傷的演變過程,得到了細(xì)觀模型的損傷曲線。定義損傷變量,從細(xì)觀層次對損傷進(jìn)行初步分析,并研究車載等級、車速等部分宏觀因素對損傷演變過程的影響。建立預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的細(xì)觀模型,模擬其在車載作用下產(chǎn)生宏觀損傷的過程,分析細(xì)觀層次損傷演變對宏觀性能的影響,可為橋梁設(shè)計和施工方面提供參考。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441.4
【圖文】：

由于高強(qiáng)材料的使用，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)以自重等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于各類工程中[1-3]。期以來，預(yù)應(yīng)力混凝土梁以其優(yōu)良的性能、低廉的造價而廣泛用建設(shè)中。制作混凝土梁時在受拉區(qū)施加了預(yù)應(yīng)力，所以構(gòu)件的強(qiáng)面都有較大的改善，而高強(qiáng)材料的使用，除了減輕自重外，還可抗疲勞能力[4-5]，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了大跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系發(fā)展。與此同時，在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁方面又出現(xiàn)了很多新的形，不斷刷新跨徑記錄。橋梁服役階段，會受到諸如荷載、環(huán)境等因素造成的不利影響，體的內(nèi)部出現(xiàn)損傷的積累，進(jìn)而導(dǎo)致梁體的宏觀性能退化，而裂安全最突出的一個因素，普遍出現(xiàn)在橋梁損傷中，如圖 1-1 所示。得梁體在服役階段抵抗荷載的能力降低，在極端條件下，還會引-7]。隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施從大規(guī)模的建設(shè)階段逐漸向大規(guī)模養(yǎng)護(hù)維修細(xì)觀層次對結(jié)構(gòu)的損傷原理進(jìn)行研究是必要的，對于橋梁的養(yǎng)護(hù)要的實踐意義。

本身的非均勻性，結(jié)合現(xiàn)有的理論和試驗結(jié)果，建立模型，從細(xì)觀層次研究材料的力學(xué)性能和破壞過程，已經(jīng)成為學(xué)者們研究材料及結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的主要研究手段之一。1.2.1 混凝土損傷細(xì)觀分析理論研究現(xiàn)狀受客觀認(rèn)識水平的限制，現(xiàn)有的損傷分析理論多假定介質(zhì)均勻，基本不涉及其多相非均質(zhì)性。為了研究混凝土材料在細(xì)觀尺度下的復(fù)雜特征，1985 年 Roelfstra 將“細(xì)觀這一概念引入到混凝土材料性能的研究中，之后 Van Mier 從宏觀、細(xì)觀和微觀三個不同的尺度對混凝土的力學(xué)行為特征進(jìn)行研究[16]，不同尺度的范圍如圖 1-所示。晶體原子結(jié)構(gòu) 水化硅酸鈣 混凝土顆粒 實驗室尺寸 結(jié)構(gòu)尺寸

【參考文獻(xiàn)】

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1 張楚漢;唐欣薇;周元德;江匯;;混凝土細(xì)觀力學(xué)研究進(jìn)展綜述[J];水力發(fā)電學(xué)報;2015年12期

2 楊振偉;金愛兵;王凱;孟新秋;高玉娟;;基于顆粒流程序的黏彈塑性本構(gòu)模型開發(fā)與應(yīng)用[J];巖土力學(xué);2015年09期

3 王松;龐建勇;;新型混凝土材料力學(xué)性能試驗研究[J];煤炭技術(shù);2015年02期

4 宿輝;唐陽;聶漢江;;基于PFC2D不同細(xì)觀參數(shù)對生態(tài)混凝土宏觀破壞分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2014年28期

5 陳俊;陳景雅;劉云;吳建濤;;不同形式荷載下瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)的對比分析[J];公路;2013年08期

6 張曉東;丁勇;任旭春;;混凝土裂紋擴(kuò)展過程模擬的擴(kuò)展有限元法研究[J];工程力學(xué);2013年07期

7 王明立;;煤矸石壓縮試驗的顆粒流模擬[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2013年07期

8 樸香蘭;郭越;;PFC~(3D)程序及其在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];選煤技術(shù);2013年01期

9 方秦;張錦華;還毅;張亞棟;;全級配混凝土三維細(xì)觀模型的建模方法研究[J];工程力學(xué);2013年01期

10 牛學(xué)超;張慶喜;岳中文;;TAW-3000電液伺服巖石三軸試驗機(jī)研制與應(yīng)用[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2012年04期

本文編號：2739235