全级配混凝土损伤非线性参数研究
发布时间：2022-01-16 16:32
众所周知,混凝土材料在工程建筑行业具有不可替代的重要性,也是水工建筑结构主要的建筑材料,研究其力学特性具有重要工程应用价值。在强震作用下,混凝土坝往往会遭受非线性损伤变形,为了对高混凝土坝进行更全面的地震响应分析和抗震安全评价,需要对全级配混凝土的非线性损伤特性进行研究。本文基于中国水利水电科学研究院《溪洛渡拱坝全级配混凝土动态特性试验与分析研究报告》实验数据,包括四级配混凝土单轴拉、压试验及往复加载拉、压的试验数据,以及三分点弯拉试验数据,依据水科院拉压以及抗弯试验数据进行总结归纳并以此为依据进行进一步的模拟验证,具体工作内容主要有以下方面:一、通过对全级配混凝土试件单轴拉伸试验数据包括峰值应变,峰值应力,非线性应变,塑性损伤等进行整理,总结归纳出四级配混凝土的拉伸试验特性,以及单轴循环加载状态下的极限特性和一般规律。二、利用实验数据总结出损伤以及其他非线性参数以及相关经验公式,并在此基础上进行全级配混凝土循环加载仿真模拟,将仿真结果与实验数据进行对比,进一步证实实验数据可靠性以及在工程模拟领域的可推广性。三、通过三分点试验机进行混凝土抗弯试验,并总结实验数据,研究全级配混凝土在极限...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土受压损伤示意图
第2章混凝土塑性损伤理论28图2-3混凝损伤恢复系数示意图2.6本章小结本章概述了混凝土损伤力学尤其是塑性损伤力学的发展现状，以及国内外各个专家学者在这方面所做的工作，并详细的对混凝土塑性损伤模型做了具体的阐述，包括其本构模型以及在ABAQUS软件里的应用，以及其优缺点，这为下文的试验和模拟提供了理论支撑。混凝土塑性损伤模型是当下比较流行的描述混凝土力学特性的本构理论，通过损伤因子的引入，准确地描述了在极限应力状态下的混凝土自身拉压特性的变化，尤其是弹性模量的弱化过程。通过引入损伤恢复系数，我们进一步的将拉伸特性以及抗压特性建立了良好的数学关系，很好的描述了在拉压交互循环状态下的损伤演化规律，这位相关工程模拟提供了很好的理论支撑和实际施工以及模拟的可能性。
第4章单轴循环拉伸试验模拟38位移的约束，两面采取了对称约束。模拟结果可以采取镜像的方法来获得整个圆柱的损伤状态。模拟所需损伤参数由实验测得。如图4-2，网格尺寸采用33mm，网格类型采用C3D8R:八结点线性六面体单元,减缩积分,沙漏控制。图4-1约束条件图4-2网格剖分在模拟过程中，我们根据真实试验位移数据进行循环加载和卸载过程。4.2.1循环模拟过程在模拟过程中，我们根据真实试验位移数据进行循环加载和卸载过程。具体的相关材料参数如下：杨氏模量泊松比剪胀角偏心率0/0体积模量K粘性参数17358Mpa0.2300.11.160.66670.0005表4-1混凝土拉伸模拟损伤参数拉伸损伤参数采取试验获得的数据，压缩损伤参数参考中国水利水电科学研究院某重大工程的全级配(四级配)混凝土轴压循环加载试验的试验结果(张艳红,等，2014)。具体参数详见附录。计算过程中分析步采取静力通用设置，时间长度取1，根据其收敛性设置最小步长，一般在0.01-1之间，注意要打开Abaqus大位移开关，以及在分析步设置自动稳定，并指定稳定分数，一般按照默认值大小即可。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能量耗散的混凝土塑性-损伤模型[J]. 龙渝川,侯鉴珊,王玉山. 建筑结构学报. 2017(09)
[2]全级配混凝土轴拉应力-变形全曲线试验研究[J]. 张艳红,胡晓,杨陈. 中国水利水电科学研究院学报. 2017(02)
[3]基于混凝土损伤力学模型的某水电站厂房带裂缝楼板钢筋混凝土结构计算[J]. 徐良华,刘加进. 大坝与安全. 2015(02)
[4]基于Ottosen模型的混凝土多轴动态强度准则[J]. 江培情,王立成. 水利水运工程学报. 2015(01)
[5]ABAQUS混凝土塑性损伤模型概述[J]. 孙庆昭. 重庆建筑. 2014(11)
[6]冻融循环下不同强度混凝土损伤力学特性的试验研究[J]. 张连英,刘瑞雪,李雁,殷惠光,宋雷,李兵. 水利学报. 2014(S1)
[7]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证[J]. 刘巍,徐明,陈忠范. 工业建筑. 2014(S1)
[8]全级配混凝土动态轴拉试验[J]. 张艳红,胡晓,杨陈,李春雷,朱红东,焦健. 水利学报. 2014(06)
[9]简析混凝土损伤力学[J]. 游潇. 山西建筑. 2014(08)
[10]ABAQUS混凝土损伤因子取值方法研究[J]. 秦浩,赵宪忠. 结构工程师. 2013(06)
博士论文
[1]混凝土损伤理论在水工结构仿真分析中的应用[D]. 王向东.河海大学 2004
硕士论文
[1]全级配混凝土非线性损伤模型研究[D]. 郭垚.中国地质大学(北京) 2018
[2]基于连续损伤力学的混凝土疲劳损伤模型[D]. 贾少文.哈尔滨工业大学 2009
[3]混凝土结构的损伤力学分析[D]. 徐俊祥.河海大学 2004
本文编号：3593037
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土受压损伤示意图
第2章混凝土塑性损伤理论28图2-3混凝损伤恢复系数示意图2.6本章小结本章概述了混凝土损伤力学尤其是塑性损伤力学的发展现状，以及国内外各个专家学者在这方面所做的工作，并详细的对混凝土塑性损伤模型做了具体的阐述，包括其本构模型以及在ABAQUS软件里的应用，以及其优缺点，这为下文的试验和模拟提供了理论支撑。混凝土塑性损伤模型是当下比较流行的描述混凝土力学特性的本构理论，通过损伤因子的引入，准确地描述了在极限应力状态下的混凝土自身拉压特性的变化，尤其是弹性模量的弱化过程。通过引入损伤恢复系数，我们进一步的将拉伸特性以及抗压特性建立了良好的数学关系，很好的描述了在拉压交互循环状态下的损伤演化规律，这位相关工程模拟提供了很好的理论支撑和实际施工以及模拟的可能性。
第4章单轴循环拉伸试验模拟38位移的约束，两面采取了对称约束。模拟结果可以采取镜像的方法来获得整个圆柱的损伤状态。模拟所需损伤参数由实验测得。如图4-2，网格尺寸采用33mm，网格类型采用C3D8R:八结点线性六面体单元,减缩积分,沙漏控制。图4-1约束条件图4-2网格剖分在模拟过程中，我们根据真实试验位移数据进行循环加载和卸载过程。4.2.1循环模拟过程在模拟过程中，我们根据真实试验位移数据进行循环加载和卸载过程。具体的相关材料参数如下：杨氏模量泊松比剪胀角偏心率0/0体积模量K粘性参数17358Mpa0.2300.11.160.66670.0005表4-1混凝土拉伸模拟损伤参数拉伸损伤参数采取试验获得的数据，压缩损伤参数参考中国水利水电科学研究院某重大工程的全级配(四级配)混凝土轴压循环加载试验的试验结果(张艳红,等，2014)。具体参数详见附录。计算过程中分析步采取静力通用设置，时间长度取1，根据其收敛性设置最小步长，一般在0.01-1之间，注意要打开Abaqus大位移开关，以及在分析步设置自动稳定，并指定稳定分数，一般按照默认值大小即可。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能量耗散的混凝土塑性-损伤模型[J]. 龙渝川,侯鉴珊,王玉山. 建筑结构学报. 2017(09)
[2]全级配混凝土轴拉应力-变形全曲线试验研究[J]. 张艳红,胡晓,杨陈. 中国水利水电科学研究院学报. 2017(02)
[3]基于混凝土损伤力学模型的某水电站厂房带裂缝楼板钢筋混凝土结构计算[J]. 徐良华,刘加进. 大坝与安全. 2015(02)
[4]基于Ottosen模型的混凝土多轴动态强度准则[J]. 江培情,王立成. 水利水运工程学报. 2015(01)
[5]ABAQUS混凝土塑性损伤模型概述[J]. 孙庆昭. 重庆建筑. 2014(11)
[6]冻融循环下不同强度混凝土损伤力学特性的试验研究[J]. 张连英,刘瑞雪,李雁,殷惠光,宋雷,李兵. 水利学报. 2014(S1)
[7]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证[J]. 刘巍,徐明,陈忠范. 工业建筑. 2014(S1)
[8]全级配混凝土动态轴拉试验[J]. 张艳红,胡晓,杨陈,李春雷,朱红东,焦健. 水利学报. 2014(06)
[9]简析混凝土损伤力学[J]. 游潇. 山西建筑. 2014(08)
[10]ABAQUS混凝土损伤因子取值方法研究[J]. 秦浩,赵宪忠. 结构工程师. 2013(06)
博士论文
[1]混凝土损伤理论在水工结构仿真分析中的应用[D]. 王向东.河海大学 2004
硕士论文
[1]全级配混凝土非线性损伤模型研究[D]. 郭垚.中国地质大学(北京) 2018
[2]基于连续损伤力学的混凝土疲劳损伤模型[D]. 贾少文.哈尔滨工业大学 2009
[3]混凝土结构的损伤力学分析[D]. 徐俊祥.河海大学 2004
本文编号：3593037
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