加载速率对混凝土拉伸破坏行为影响的细观数值分析

发布时间：2017-12-01 08:36

  本文关键词：加载速率对混凝土拉伸破坏行为影响的细观数值分析

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【摘要】：探讨了加载速率及细观结构非均质性对混凝土破坏模式及宏观力学性能的影响。考虑到混凝土细观结构非均质性的影响,将混凝土看作由骨料和砂浆基质组成的两相复合材料。考虑材料的应变率效应,采用塑性损伤模型来描述砂浆基质的动态力学行为;由于骨料具有较高强度,假定不会产生断裂,设定为弹性体。对单边缺口的混凝土试件及L形试件在不同加载速率下的动态拉伸破坏模式进行了细观数值研究。数值结果表明:1)混凝土动态破坏模式及裂纹扩展方向具有明显的加载速率相关性;2)随着加载速率的提高,混凝土破坏模式从I-型模式到混合型模式转变;3)混凝土细观结构越复杂,组分间相互作用越复杂,裂纹扩展路径越复杂,裂纹分支现象越为明显;4)随着加载速率的提高,混凝土破坏时产生更多的裂纹扩展路径(分支裂纹),且损伤区域宽度增大,导致混凝土在高应变率作用下消耗更多的能量,可认为是混凝土材料动态强度提高的主要原因。
【作者单位】： 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室;
【基金】：国家973计划项目(2011CB013600) 国家自然科学基金重大项目(91215301) 北京工业大学博士创新基金项目(YB201207)
【分类号】：TU528
【正文快照】： 混凝土工程结构,如高层建筑、桥梁、大坝及核反应堆等,除承受正常的设计荷载外,往往还不可避免的要承受如地震、爆炸及冲击等动态荷载作用。在动态荷载作用下,混凝土所表现出的宏观强度及变形特性与静态荷载作用下的强度和变形有明显区别,随着加载速率的增大,混凝土的力学特性

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 宁建国;商霖;孙远翔;;混凝土材料动态性能的经验公式、强度理论与唯象本构模型[J];力学进展;2006年03期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 汪维;张舵;卢芳云;林华令;江增荣;;钢筋混凝土楼板在爆炸荷载作用下破坏模式和抗爆性能分析[J];兵工学报;2010年S1期

2 王万鹏;胡永乐;林俊德;陈剑杰;;高应变率下混凝土准一维大变形压缩实验研究[J];兵工学报;2010年S1期

3 卢静涵;姜芳;宁建国;;配筋对混凝土动态特性的影响[J];北京理工大学学报;2007年06期

4 王政;倪玉山;曹菊珍;张文;;冲击载荷下混凝土动态力学性能研究进展[J];爆炸与冲击;2005年06期

5 闫东明;林皋;;单向恒定侧压下混凝土动态抗压特性试验研究[J];爆炸与冲击;2007年02期

6 薛志刚;胡时胜;;水泥砂浆在主动围压下的动态力学性能[J];爆炸与冲击;2008年06期

7 刘海峰;宁建国;;冲击荷载作用下混凝土材料的细观本构模型[J];爆炸与冲击;2009年03期

8 徐松林;阳世清;张炜;卢芳云;;PTFE/Al含能复合物的本构关系[J];爆炸与冲击;2010年04期

9 陶俊林;李奎;;水泥砂浆的一个热粘弹性率型损伤本构模型[J];爆炸与冲击;2011年03期

10 汪维;张舵;卢芳云;汤福静;王松川;;方形钢筋混凝土板的近场抗爆性能[J];爆炸与冲击;2012年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 薛志刚;胡时胜;;水泥砂浆在主动围压下的动态力学性能[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年

2 胡时胜;;研究混凝土材料动态力学性能的实验技术[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年

3 丁育青;张若棋;汤文辉;;混凝土材料抗拉强度的应变率效应[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年

4 刘传雄;李玉龙;吴子燕;郭伟国;鬲钰焯;;混凝土材料动态压缩破坏机理及本构关系[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集（上册）[C];2009年

5 汪维;卢芳云;张舵;;钢筋混凝土楼板在爆炸荷载作用下破坏模式和抗爆性能分析[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集（上册）[C];2009年

6 王万鹏;胡永乐;林俊德;陈剑杰;;高应变率下混凝土准一维大变形压缩实验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集（下册）[C];2009年

7 张若棋;丁育青;汤文辉;;混凝土HJC、RHT本构模型的失效强度参数[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集（下册）[C];2009年

8 张柱;宁建国;于晖;;轻气炮加载条件下素混凝土材料动态力学性能实验与数值模拟研究[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年

9 刘海峰;宁建国;;冲击荷载下混凝土材料一维本构模型[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年

10 孟益平;胡时胜;;混凝土材料冲击压缩试验中的一些问题[A];第二届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2002年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 艾士刚;基于细观结构的液体橡胶基混凝土破坏机理分析[D];华南理工大学;2011年

3 曹吉星;钢纤维混凝土的动态本构模型及其有限元方法[D];西南交通大学;2011年

4 贾彬;混凝土高温静动力学特性研究[D];重庆大学;2011年

5 王立闻;活性粉末混凝土高温后动力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

6 李敏;材料的率相关性对钢筋混凝土结构动力性能的影响[D];大连理工大学;2011年

7 罗景润;PBX的损伤、断裂及本构关系研究[D];中国工程物理研究院;2001年

8 吕培印;混凝土单轴、双轴动态强度和变形试验研究[D];大连理工大学;2002年

9 晏启祥;有横缝高拱坝的非线性地震响应分析[D];四川大学;2002年

10 肖诗云;混凝土率型本构模型及其在拱坝动力分析中的应用[D];大连理工大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孟顺意;混凝土双轴动态试验研究[D];大连理工大学;2010年

2 夏谦;隧道内爆炸作用衬砌结构的损伤机理和抗爆性能研究[D];浙江大学;2011年

3 王伟;冲击载荷作用下混凝土弹塑性损伤行为数值模拟[D];大连理工大学;2011年

4 林龙;冲击载荷作用下纤维砼的动力特性实验研究[D];暨南大学;2011年

5 陈贵炫;橡胶混凝土的抗冲击性能研究[D];广东工业大学;2011年

6 刘鹏;混凝土动态力学性能试验研究与数值分析[D];大连大学;2011年

7 丘治东;考虑混凝土损伤的大坝有限元分析[D];华南理工大学;2011年

8 刘文震;煤在冲击载荷下的动态力学特性试验研究[D];安徽理工大学;2011年

9 严桂兰;应变速率效应对钢筋混凝土构件动力特性影响研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

10 金升;自动元胞机理论在混凝土冲击荷载下仿真试验中的应用[D];天津大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈大年,S.T.S.Al-Hassani,尹志华,俞宇颖,沈雄伟;混凝土的冲击特性描述[J];爆炸与冲击;2001年02期

2 胡时胜,王道荣;冲击载荷下混凝土材料的动态本构关系[J];爆炸与冲击;2002年03期

3 陈书宇;一种混凝土损伤模型和数值方法[J];爆炸与冲击;1998年04期

4 肖诗云,林皋,王哲,逯静洲;应变率对混凝土抗拉特性影响[J];大连理工大学学报;2001年06期

5 许凌云,朱暾,丁大钧;高强混凝土和密筋高强混凝土受拉应力─应变全曲线的试验研究[J];工程力学;2001年05期

6 商霖,宁建国,孙远翔;强冲击载荷作用下钢筋混凝土本构关系的研究[J];固体力学学报;2005年02期

7 李兆霞;一个综合模糊裂纹和损伤的混凝土应变软化本构模型[J];固体力学学报;1995年01期

8 钱觉时,黄煜镔;混凝土强度尺寸效应的研究进展[J];混凝土与水泥制品;2003年03期

9 高路彬;混凝土变形与损伤的分析[J];力学进展;1993年04期

10 郭少华;混凝土破坏理论研究进展[J];力学进展;1993年04期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张连英;茅献彪;;高温状态下加载速率对石灰岩力学效应研究[J];岩土力学;2010年11期

2 周辉;杨艳霜;肖海斌;张传庆;付亚平;;硬脆性大理岩单轴抗拉强度特性的加载速率效应研究——试验特征与机制[J];岩石力学与工程学报;2013年09期

3 朱瑞赓 ,吴绵拔;不同加载速率条件下花岗岩的破坏判据[J];爆炸与冲击;1984年01期

4 王庚荪 ,朱瑞赓;加载速率对裂隙的断裂起动应力的影响研究[J];岩土力学;1986年01期

5 杨仕教,曾晟,王和龙;加载速率对石灰岩力学效应的试验研究[J];岩土工程学报;2005年07期

6 尹小涛;葛修润;李春光;王水林;;加载速率对岩石材料力学行为的影响[J];岩石力学与工程学报;2010年S1期

7 宫能平;罗裕繁;高远;;加载速率对岩石动态断裂韧度影响的试验[J];上海交通大学学报;2012年10期

8 许金余;刘石;;加载速率对高温后大理岩动态力学性能的影响研究[J];岩土工程学报;2013年05期

9 唐礼忠;朱俊;刘涛;武建力;;基于颗粒流的矽卡岩静态加载速率效应研究[J];武汉理工大学学报;2013年06期

10 李永盛;加载速率对红砂岩力学效应的试验研究[J];同济大学学报(自然科学版);1995年03期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 孔庆峦;李文廷;任冠韬;李明宇;;不同加载速率下砂岩力学特性的研究[A];第三届岩石力学学术会议论文集（上）[C];1985年

2 彭芳乐;李福林;李建中;龙冈文夫;;砂土应力-应变关系的加载速率效应分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

3 尹小涛;葛修润;李春光;王水林;;加载速率对岩石材料力学行为的影响[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

4 席道瑛;谢端;张毅;何炬;;加载速率对岩石力学性质及声发射率的影响[A];第四届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1994年

5 鞠庆海;吴绵拔;;混凝土动三轴破裂的试验研究[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年

6 许金余;刘石;;大理岩冲击加载试验碎块的分形特征分析[A];第3届全国工程安全与防护学术会议论文集[C];2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 陈强;加载速率对超高韧性水泥基复合材料基本力学性能的影响[D];大连理工大学;2014年

2 曹闻博;不同加载速率下钢筋混凝土构件力学特性研究[D];大连理工大学;2012年

3 刘晟锋;循环荷载与静载组合加载下岩石的力学特性试验研究[D];西安理工大学;2007年

4 张晓丽;加载速率对钢筋混凝土高剪力墙抗震性能的影响[D];大连理工大学;2012年

5 王丽娜;考虑加载速率影响的钢筋混凝土结构损伤分析[D];大连理工大学;2013年

6 崔彦平;连续加卸载条件下重塑黄土K_0固结特性研究[D];长安大学;2014年

7 张平;非贯通裂隙岩机低温动力特性研究[D];西安理工大学;2000年

8 白月明;循环荷载作用下盐岩疲劳特性试验研究[D];重庆大学;2012年

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本文编号：1240528