钢—聚丙烯混杂纤维混凝土弹塑性损伤本构关系及数值实现
发布时间：2021-01-09 12:08
钢-聚丙烯混杂纤维混凝土以其更加优异的力学性能和更加合理的综合效益,在桥梁、道路、隧道、高层及大跨结构等重大土木工程中拥有广阔的应用前景。大量工程灾害调查表明,混凝土结构的破坏归根结底在于混凝土材料本身及其附属连接承载性能的丧失。混凝土结构性能预测的关键问题为混凝土材料本质力学属性,即本构关系。研究表明,塑性变形和损伤演化是引起混凝土材料和结构非线性最为主要的两个方面,因此,建立合理准确的弹塑性损伤本构关系对混凝土结构非线性分析和性能设计具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本文在国家自然科学基金项目“钢-聚丙烯混杂纤维混凝土弹塑性损伤本构关系研究”（项目编号:51608397）和“钢-聚丙烯混杂纤维混凝土多尺度本构关系:从纳观尺度到宏观尺度”（项目编号:51478367）的资助下,在课题组前期工作的基础上,采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法,对钢-聚丙烯混杂纤维混凝土循环荷载下的应力-应变关系和损伤行为进行了系统的研究,建立了相应的弹塑性损伤本构模型。主要工作及研究成果如下:（1）考虑纤维种类、体积掺量和长径比等因素,设计制作28组共168个圆柱体拉伸试件,研究钢-聚丙烯混...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：225 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２典型纤维混凝土短梁受弯破坏过程及破坏形态［３］??８??
外众多研宄人员基于这一无损检测技术对混凝土的损伤过程开展了系列工作，取得了??重要成果。研究结果表明，对于典型的混凝土弯曲荷载－位移曲线可大致分为四个阶段：??弹性段、裂纹稳定扩展段和裂纹非稳定扩展段以及稳定段，见图１－５［８４］。在弹性段，??由于材料仍为弹性，在外部荷载条件下试件内部的局部变形还未引起材料内部初始损??伤发展，因此没有声发射信号产生。在裂纹稳定扩展段，声发射信号以较低速率释放，??试件内部初始缺陷在外荷载作用下不断扩展演化，伴随着新的细观裂纹产生和己有裂??纹宽度增加以及相邻裂纹交叉融汇。当宏观裂缝形成（裂纹非稳定扩展段）时，试件??内部的声发射活动频繁，有大量声发射信号产生并迅速释放，且其信号有较高的能量??和幅值。在最后的稳定段，试件破坏主要是宏观主裂缝的继续扩展，新的细观裂纹产??生较少，声发射信号也较少。由此可见，声发射技术监测到的是材料内部微细观裂纹??的衍生和演化而产生的声波信号
）损伤机理??机理是混凝土损伤行为的重要组成部分，对建立合理准确的损伤本构关论意义。在宏观尺度，混凝土损伤机理研宄多是基于宏观试验现象，即程中的破坏形貌和最终破坏形态。混凝土损伤机理通常解释为：作为一，混凝土内部裂纹扩展和演化，逐渐引起损伤累积。裂纹主要有基体内部裂基体界面处的微裂纹等。对于基体裂纹，随着裂纹尖端应力的增加，当基体抗拉强度时，裂缝开始扩展，裂缝宽度增大；而当骨料界面处的应基体的粘结强度时，骨料－基体界面发生破坏。然而，宏观尺度的损伤机假定和猜想阶段，混凝土内部真实的损伤机理仍有待进一步研究。??所述，声发射信号本身携带着声发射源的本质属性，因此可以通过其信量或定性揭示混凝土的损伤机理。Ｆａｍａｍ１８７１研宄了骨料、砂浆和界面过ｉａｌ?ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ?ｚｏｎｅ，?ＩＴＺ）等混凝土组成部分的声发射波形，认为混凝土内部损伤机理：骨料－基体界面裂纹和砂浆基体裂纹。ｐｒｅｍ和１＾＾＞＾／８］通过研究了钢筋混凝土梁的损伤机制，将其分为四个损伤区域，分别为微观
【参考文献】：
期刊论文
[1]循环受压状态下钢纤维混凝土一维弹塑性损伤本构模型研究[J]. 徐礼华,李长宁,李彪,池寅,黄彪. 土木工程学报. 2018(11)
[2]基于DIC的BFRC受压损伤特性及本构模型研究[J]. 赵燕茹,郝松,王磊,时金娜,郭子麟. 硅酸盐通报. 2018(03)
[3]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土单轴循环受压应力-应变关系研究[J]. 徐礼华,李彪,池寅,黄彪,李长宁,时豫川. 建筑结构学报. 2018(04)
[4]反复荷载作用下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与钢筋黏结强度研究[J]. 徐礼华,张奥利,黄乐,陈平. 建筑结构学报. 2017(11)
[5]反映混凝土单边效应的弹塑性损伤本构模型及应用[J]. 吕从聪,李宗利. 应用数学和力学. 2017(02)
[6]钢纤维高强混凝土在单调和重复荷载作用下轴压应力-应变曲线试验研究[J]. 吕西林,张颖,年学成. 建筑结构学报. 2017(01)
[7]钢纤维-水泥基界面过渡区纳米力学性能[J]. 徐礼华,余红芸,池寅,邓方茜,胡杰. 硅酸盐学报. 2016(08)
[8]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱抗震性能试验研究[J]. 徐礼华,邓方茜,徐浩然,黄乐,韦翠梅. 土木工程学报. 2016(01)
[9]混凝土弹塑性损伤本构模型参数及其工程应用[J]. 齐虎,李云贵,吕西林. 浙江大学学报(工学版). 2015(03)
[10]混凝土损伤与塑性变形计算[J]. 任晓丹,李杰. 建筑结构. 2015(02)
博士论文
[1]混凝土损伤本构模型研究及其数值实现[D]. 刘军.大连理工大学 2012
[2]钢—聚丙烯混杂纤维混凝土单轴受压本构关系与受拉性能研究[D]. 张元元.武汉大学 2010
硕士论文
[1]钢-PVA混杂纤维混凝土动态本构模型及其有限元分析[D]. 崔昭.华南理工大学 2016
[2]混凝土塑性损伤模型及其ABAQUS子程序开发[D]. 曹鹏.沈阳工业大学 2009
[3]循环荷载作用下再生混凝土力学特性试验研究[D]. 骆行文.武汉理工大学 2006
[4]基于声发射技术的混凝土损伤评估[D]. 千力.华中科技大学 2005
本文编号：2966623
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：225 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２典型纤维混凝土短梁受弯破坏过程及破坏形态［３］??８??
外众多研宄人员基于这一无损检测技术对混凝土的损伤过程开展了系列工作，取得了??重要成果。研究结果表明，对于典型的混凝土弯曲荷载－位移曲线可大致分为四个阶段：??弹性段、裂纹稳定扩展段和裂纹非稳定扩展段以及稳定段，见图１－５［８４］。在弹性段，??由于材料仍为弹性，在外部荷载条件下试件内部的局部变形还未引起材料内部初始损??伤发展，因此没有声发射信号产生。在裂纹稳定扩展段，声发射信号以较低速率释放，??试件内部初始缺陷在外荷载作用下不断扩展演化，伴随着新的细观裂纹产生和己有裂??纹宽度增加以及相邻裂纹交叉融汇。当宏观裂缝形成（裂纹非稳定扩展段）时，试件??内部的声发射活动频繁，有大量声发射信号产生并迅速释放，且其信号有较高的能量??和幅值。在最后的稳定段，试件破坏主要是宏观主裂缝的继续扩展，新的细观裂纹产??生较少，声发射信号也较少。由此可见，声发射技术监测到的是材料内部微细观裂纹??的衍生和演化而产生的声波信号
）损伤机理??机理是混凝土损伤行为的重要组成部分，对建立合理准确的损伤本构关论意义。在宏观尺度，混凝土损伤机理研宄多是基于宏观试验现象，即程中的破坏形貌和最终破坏形态。混凝土损伤机理通常解释为：作为一，混凝土内部裂纹扩展和演化，逐渐引起损伤累积。裂纹主要有基体内部裂基体界面处的微裂纹等。对于基体裂纹，随着裂纹尖端应力的增加，当基体抗拉强度时，裂缝开始扩展，裂缝宽度增大；而当骨料界面处的应基体的粘结强度时，骨料－基体界面发生破坏。然而，宏观尺度的损伤机假定和猜想阶段，混凝土内部真实的损伤机理仍有待进一步研究。??所述，声发射信号本身携带着声发射源的本质属性，因此可以通过其信量或定性揭示混凝土的损伤机理。Ｆａｍａｍ１８７１研宄了骨料、砂浆和界面过ｉａｌ?ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ?ｚｏｎｅ，?ＩＴＺ）等混凝土组成部分的声发射波形，认为混凝土内部损伤机理：骨料－基体界面裂纹和砂浆基体裂纹。ｐｒｅｍ和１＾＾＞＾／８］通过研究了钢筋混凝土梁的损伤机制，将其分为四个损伤区域，分别为微观
【参考文献】：
期刊论文
[1]循环受压状态下钢纤维混凝土一维弹塑性损伤本构模型研究[J]. 徐礼华,李长宁,李彪,池寅,黄彪. 土木工程学报. 2018(11)
[2]基于DIC的BFRC受压损伤特性及本构模型研究[J]. 赵燕茹,郝松,王磊,时金娜,郭子麟. 硅酸盐通报. 2018(03)
[3]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土单轴循环受压应力-应变关系研究[J]. 徐礼华,李彪,池寅,黄彪,李长宁,时豫川. 建筑结构学报. 2018(04)
[4]反复荷载作用下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与钢筋黏结强度研究[J]. 徐礼华,张奥利,黄乐,陈平. 建筑结构学报. 2017(11)
[5]反映混凝土单边效应的弹塑性损伤本构模型及应用[J]. 吕从聪,李宗利. 应用数学和力学. 2017(02)
[6]钢纤维高强混凝土在单调和重复荷载作用下轴压应力-应变曲线试验研究[J]. 吕西林,张颖,年学成. 建筑结构学报. 2017(01)
[7]钢纤维-水泥基界面过渡区纳米力学性能[J]. 徐礼华,余红芸,池寅,邓方茜,胡杰. 硅酸盐学报. 2016(08)
[8]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱抗震性能试验研究[J]. 徐礼华,邓方茜,徐浩然,黄乐,韦翠梅. 土木工程学报. 2016(01)
[9]混凝土弹塑性损伤本构模型参数及其工程应用[J]. 齐虎,李云贵,吕西林. 浙江大学学报(工学版). 2015(03)
[10]混凝土损伤与塑性变形计算[J]. 任晓丹,李杰. 建筑结构. 2015(02)
博士论文
[1]混凝土损伤本构模型研究及其数值实现[D]. 刘军.大连理工大学 2012
[2]钢—聚丙烯混杂纤维混凝土单轴受压本构关系与受拉性能研究[D]. 张元元.武汉大学 2010
硕士论文
[1]钢-PVA混杂纤维混凝土动态本构模型及其有限元分析[D]. 崔昭.华南理工大学 2016
[2]混凝土塑性损伤模型及其ABAQUS子程序开发[D]. 曹鹏.沈阳工业大学 2009
[3]循环荷载作用下再生混凝土力学特性试验研究[D]. 骆行文.武汉理工大学 2006
[4]基于声发射技术的混凝土损伤评估[D]. 千力.华中科技大学 2005
本文编号：2966623
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/2966623.html
