混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应及破坏特性

发布时间：2017-09-21 14:01

  本文关键词：混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应及破坏特性

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【摘要】：作为准脆性材料,混凝土强度存在尺寸效应,因此其强度不是仅由材料性质唯一确定的不变量,而是会随着试件的尺寸、荷载及边界条件的变化而变化。目前,国内外对混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应的影响因素、变化规律等已经进行了大量的研究,但各自的试验结果及结论差异较大,无法根据已有的研究成果判断哪种理论或表达式更适合描述混凝土劈裂抗拉强度的尺寸效应。为更深入地研究混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应规律及试件破坏形态,本文在已有研究的基础上,设计一系列不同直径和高度的圆柱体试件,开展了混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应及破坏特性研究,完成的工作主要有：(1)进行了不同高度和直径的圆柱体试件劈裂抗拉试验,讨论了试件直径、高度等参数对劈裂抗拉强度的影响,并根据试验结果对Bazant、Kim和Capinteri的尺寸效应公式,以及基于Weibull理论的以劈裂面面积和以高应力体积表示的尺寸效应表达式进行了对比分析。(2)利用混凝土动态应变测量和数字摄像技术对试件的劈裂破坏进行了观察和记录,对试件在劈裂荷载作用下的开裂和破坏过程进行了更深入的研究。(3)在上述工作的基础上,根据本文试验研究和收集的试验数据,提出了基于劈裂面面积的劈裂抗拉强度公式。本文的试验结果表明,试件的劈裂抗拉强度不仅受试件直径影响,同时也受试件高度影响；对于高度相同直径不同的试件,采用Carpinteri的尺寸效应公式能够较好地描述劈裂抗拉强度随直径增加而减小的规律。研究表明,对于不同高度和直径的试件,其劈裂抗拉强度随劈裂面面积和高应力体积的变化均表现出一定的规律性,比较而言,采用劈裂面面积能更好地描述劈裂抗拉强度随试件尺寸的增加而减少的尺寸效应规律。对试件破坏特性的研究表明,混凝土劈裂破坏存在多种破坏形态,其中以中心开裂破坏模式和次要裂缝破坏模式为主。应变试验结果和图像记录表明,中心开裂模式和次要裂缝模式的劈裂裂缝均在试件的中心处起裂,但试件端面应变变化、裂缝扩展情况及试件破坏形态和裂缝分布特征均有所不同。
【关键词】：混凝土 劈裂抗拉强度 破坏形态 尺寸效应
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-27
• 1.1 混凝土尺寸效应研究现状10-20
• 1.1.1 劈裂抗拉强度-直径的关系10-11
• 1.1.2 劈裂抗拉强度-高度的关系11
• 1.1.3 劈裂抗拉强度-面积的关系11-12
• 1.1.4 劈裂抗拉强度-高应力体积的关系12-13
• 1.1.5 劈裂抗拉强度-垫条的关系13-17
• 1.1.6 劈裂抗拉强度-骨料的关系17-18
• 1.1.7 劈裂抗拉强度-几何形状的关系18-20
• 1.2 试件劈裂破坏特性的研究现状20-22
• 1.3 存在的问题22-25
• 1.4 本文研究的主要内容25-27
• 2 劈裂抗拉试验27-39
• 2.1 试件设计27-31
• 2.2 试件制作31-34
• 2.2.1 模板制作31
• 2.2.2 混凝土材料31-32
• 2.2.3 试件的浇筑与养护32-34
• 2.3 试验观测34-36
• 2.4 试验装置36-38
• 2.4.1 加载装置36-37
• 2.4.2 数据采集37-38
• 2.5 本章小结38-39
• 3 试验结果与破坏特性分析39-62
• 3.1 试验结果39-46
• 3.1.1 强度试验结果39-42
• 3.1.2 应变试验结果42-46
• 3.2 试件的破坏特性分析46-60
• 3.2.1 试件破坏模式的统计分析46-48
• 3.2.2 中心开裂破坏模式破坏特性分析48-51
• 3.2.3 次要裂缝破坏模式破坏特性分析51-59
• 3.2.4 局压破坏模式破坏特性分析59-60
• 3.2.5 其他试验现象60
• 3.3 本章小结60-62
• 4 试验结果分析62-83
• 4.1 劈裂抗拉强度与试件直径的关系64-75
• 4.1.1 劈裂抗拉强度随直径变化的趋势64-66
• 4.1.2 Bazant尺寸效应律拟合结果66-68
• 4.1.3 Kim修正尺寸效应律拟合结果68-70
• 4.1.4 Carpinteri双参数模型尺寸效应的拟合结果70-72
• 4.1.5 基于不同理论的拟合曲线对比分析72-75
• 4.2 劈裂抗拉强度与试件高度的关系75-77
• 4.3 劈裂抗拉强度与面积的关系77-79
• 4.4 劈裂抗拉强度与HSV的关系79-80
• 4.5 劈裂抗拉强度尺寸效应公式80-82
• 4.6 本章小结82-83
• 5 结论与展望83-85
• 5.1 结论83-84
• 5.2 展望84-85
• 参考文献85-89
• 附录A 混凝土圆柱体和立方体劈裂抗拉强度试验数据89-92
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况92-93
• 致谢93-94

【参考文献】

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本文编号：894951