某盖梁裂缝成因分析及加固措施研究
发布时间：2021-08-28 22:19
桥梁出现裂缝是一种常见的工程问题,对桥梁裂缝的形成过程及机理进行分析,有利于合理的桥梁加固方案的提出,这对我国交通发展具有重要的意义。以往对裂缝的研究都是从宏观角度考虑的,不能很好的反映裂缝从产生到扩展的过程。本文从混凝土随机骨料模型的开裂数值试验入手,推导了混凝土的损伤变量与应变的关系,并研究了模型的骨料参数和砂浆参数对混凝土宏观力学特性的影响。在此基础上,结合车城路高架桥盖梁出现裂缝的工程问题,从细观角度对裂缝产生的原因进行了分析,并建立盖梁损伤前后的模型来进行验证。对于车城路高架桥盖梁的裂缝问题,提出了三种加固方案,从不同方面分析了每种加固方案的优缺点,最终得出合适的加固方案。本文的主要成果如下:（1）通过对随机骨料模型的单轴拉伸模拟,得到了该模型的应力—应变曲线,然后根据模型的应力—应变曲线进行推导,得到了该混凝土的损伤变量与应变的关系。该关系式可用于实际情况中混凝土的受损分析。（2）分别研究了骨料、砂浆等材料对混凝土宏观性能的影响。对不同骨料参数的混凝土随机骨料模型的研究表明,混凝土骨料的空间分布对混凝土的弹性模量和抗拉强度极限值均无较大影响;当混凝土的骨料粒径增大时,混凝土...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随机骨料模型
武汉理工大学硕士学位论文19表3-2随机骨料数目计算表粒径范围20-4010-205-10粒径代表D302010粒径数目N61234确定好骨料数目及粒径的大小后，先在ABAQUS中建立混凝土构件的边界，然后在ABAQUS中运行使用python编写好的脚本，实现骨料的随机投放，建立好几何模型后，运用python语言将选定好的材料属性分别赋予相应的部分，如图3-1所示，圆形的为骨料模型，圆形外的圆环为连接界面，界面厚度为1mm，其他部分为砂浆基质。赋好材料属性后对模型进行单元划分，由于结构较复杂，网格的划分选用自由网格(free)中的四边形单元，划分好的网格如图3-1所示。图3-1混凝土随机骨料模型网格划分3.1.3荷载的施加及结果分析为了实现模型的单轴拉伸，需要给模型施加一定的约束及荷载。本节对模型的加载情况如图3-2所示，在模型的底部施加竖向约束，模型两侧不施加约束，模型顶部施加竖直向上的位移。
武汉理工大学硕士学位论文20图3-2混凝土单轴拉伸的边界条件通过对混凝土随机骨料模型的受力分析，得到了如图3-3所示的混凝土随机骨料模型裂纹的产生及扩展过程。由图3-3(b)可知，当试件受拉后，由于内部骨料的不均匀性，产生了应力集中现象，结构内部的应力不均匀分布。随着应力的增加，抗拉能力最弱的界面单元首先满足开裂条件，产生初始裂缝；然后随着位移的增加，初始裂缝开始扩展。裂缝主要沿着骨料与砂浆界面扩展，当应力继续增大时，裂缝会离开界面向砂浆及骨料扩展。虽然骨料单元的强度与断裂能远远高于其他组分，但由于裂纹尖端的应力集中现象，部分骨料也会出现断裂，如图3-4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]体外预应力碳纤维板加固桥梁梁体横向裂缝[J]. 王师. 黑龙江交通科技. 2019(01)
[2]体外预应力加固对钢筋混凝土T梁静力性能影响[J]. 郑学忠. 福建交通科技. 2018(06)
[3]碳纤维布在桥梁加固中的应用[J]. 乔国威. 山西建筑. 2018(36)
[4]体外预应力加固连续桥技术刚构[J]. 吕大维,王硕,任凤军. 科技经济导刊. 2018(33)
[5]碳纤维布在桥梁加固工程中的施工技术要点[J]. 蔡刚. 科技创新导报. 2018(33)
[6]桥梁养护中的炭纤维加固补强施工技术[J]. 吴颂浩,李鹏麟. 黑龙江交通科技. 2018(09)
[7]粘贴碳纤维布法现场加固应用[J]. 陆洋. 建筑技术开发. 2018(16)
[8]碳纤维加固效果实桥对比试验研究[J]. 马耕. 福建建设科技. 2018(04)
[9]预应力钢板用于桥梁或梁板加固技术[J]. 殷树芳. 浙江建筑. 2016(04)
[10]增大截面加固受弯构件的正截面承载力计算方法[J]. 杨斌,安关峰,单成林. 公路交通科技. 2015(06)
博士论文
[1]钢纤维混凝土纤维分布与力学性能关系试验研究及数值仿真[D]. 张胜利.太原理工大学 2018
[2]混凝土保护层锈胀开裂时间预测模型及细观裂纹扩展分析[D]. 汪奔.西南交通大学 2018
[3]预应力CFRP板加固混凝土结构的力学性能及温差与冻融影响研究[D]. 李知兵.湖南大学 2014
[4]湿热环境下FRP加固RC构件耐久性实验方法研究[D]. 周昊.华南理工大学 2012
[5]基于宏细观力学的混凝土破损行为研究[D]. 唐欣薇.清华大学 2009
硕士论文
[1]基于颗粒流离散元法的混凝土冻融损伤单轴试验模拟[D]. 王正鑫.西安理工大学 2018
[2]基于细观结构的再生混凝土力学性能研究[D]. 段东旭.西安理工大学 2018
[3]基于细观层次的钢筋—次轻混凝土粘结性能研究[D]. 黄安.北方工业大学 2018
[4]基于细观单元概化的碾压混凝土变形及破坏行为分析[D]. 蔡磊.南昌大学 2018
[5]混凝土断裂过程的细观力学有限元模拟研究[D]. 冯魁元.哈尔滨工业大学 2018
[6]基于细观层次的钢纤维次轻混凝土力学性能研究[D]. 王翔.北方工业大学 2018
[7]混凝土温度场分布的细观数值模拟研究[D]. 常泽.大连理工大学 2018
[8]利用渐进均匀化方法分析ITZ影响时混凝土的力学参数[D]. 肖鹏.湘潭大学 2018
[9]沥青混凝土的宏细观粘弹性动力学响应[D]. 朱国栋.合肥工业大学 2018
[10]基于宏观实验数据的混凝土材料细观本构模型参数反演[D]. 王颂.大连理工大学 2018
本文编号：3369348
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随机骨料模型
武汉理工大学硕士学位论文19表3-2随机骨料数目计算表粒径范围20-4010-205-10粒径代表D302010粒径数目N61234确定好骨料数目及粒径的大小后，先在ABAQUS中建立混凝土构件的边界，然后在ABAQUS中运行使用python编写好的脚本，实现骨料的随机投放，建立好几何模型后，运用python语言将选定好的材料属性分别赋予相应的部分，如图3-1所示，圆形的为骨料模型，圆形外的圆环为连接界面，界面厚度为1mm，其他部分为砂浆基质。赋好材料属性后对模型进行单元划分，由于结构较复杂，网格的划分选用自由网格(free)中的四边形单元，划分好的网格如图3-1所示。图3-1混凝土随机骨料模型网格划分3.1.3荷载的施加及结果分析为了实现模型的单轴拉伸，需要给模型施加一定的约束及荷载。本节对模型的加载情况如图3-2所示，在模型的底部施加竖向约束，模型两侧不施加约束，模型顶部施加竖直向上的位移。
武汉理工大学硕士学位论文20图3-2混凝土单轴拉伸的边界条件通过对混凝土随机骨料模型的受力分析，得到了如图3-3所示的混凝土随机骨料模型裂纹的产生及扩展过程。由图3-3(b)可知，当试件受拉后，由于内部骨料的不均匀性，产生了应力集中现象，结构内部的应力不均匀分布。随着应力的增加，抗拉能力最弱的界面单元首先满足开裂条件，产生初始裂缝；然后随着位移的增加，初始裂缝开始扩展。裂缝主要沿着骨料与砂浆界面扩展，当应力继续增大时，裂缝会离开界面向砂浆及骨料扩展。虽然骨料单元的强度与断裂能远远高于其他组分，但由于裂纹尖端的应力集中现象，部分骨料也会出现断裂，如图3-4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]体外预应力碳纤维板加固桥梁梁体横向裂缝[J]. 王师. 黑龙江交通科技. 2019(01)
[2]体外预应力加固对钢筋混凝土T梁静力性能影响[J]. 郑学忠. 福建交通科技. 2018(06)
[3]碳纤维布在桥梁加固中的应用[J]. 乔国威. 山西建筑. 2018(36)
[4]体外预应力加固连续桥技术刚构[J]. 吕大维,王硕,任凤军. 科技经济导刊. 2018(33)
[5]碳纤维布在桥梁加固工程中的施工技术要点[J]. 蔡刚. 科技创新导报. 2018(33)
[6]桥梁养护中的炭纤维加固补强施工技术[J]. 吴颂浩,李鹏麟. 黑龙江交通科技. 2018(09)
[7]粘贴碳纤维布法现场加固应用[J]. 陆洋. 建筑技术开发. 2018(16)
[8]碳纤维加固效果实桥对比试验研究[J]. 马耕. 福建建设科技. 2018(04)
[9]预应力钢板用于桥梁或梁板加固技术[J]. 殷树芳. 浙江建筑. 2016(04)
[10]增大截面加固受弯构件的正截面承载力计算方法[J]. 杨斌,安关峰,单成林. 公路交通科技. 2015(06)
博士论文
[1]钢纤维混凝土纤维分布与力学性能关系试验研究及数值仿真[D]. 张胜利.太原理工大学 2018
[2]混凝土保护层锈胀开裂时间预测模型及细观裂纹扩展分析[D]. 汪奔.西南交通大学 2018
[3]预应力CFRP板加固混凝土结构的力学性能及温差与冻融影响研究[D]. 李知兵.湖南大学 2014
[4]湿热环境下FRP加固RC构件耐久性实验方法研究[D]. 周昊.华南理工大学 2012
[5]基于宏细观力学的混凝土破损行为研究[D]. 唐欣薇.清华大学 2009
硕士论文
[1]基于颗粒流离散元法的混凝土冻融损伤单轴试验模拟[D]. 王正鑫.西安理工大学 2018
[2]基于细观结构的再生混凝土力学性能研究[D]. 段东旭.西安理工大学 2018
[3]基于细观层次的钢筋—次轻混凝土粘结性能研究[D]. 黄安.北方工业大学 2018
[4]基于细观单元概化的碾压混凝土变形及破坏行为分析[D]. 蔡磊.南昌大学 2018
[5]混凝土断裂过程的细观力学有限元模拟研究[D]. 冯魁元.哈尔滨工业大学 2018
[6]基于细观层次的钢纤维次轻混凝土力学性能研究[D]. 王翔.北方工业大学 2018
[7]混凝土温度场分布的细观数值模拟研究[D]. 常泽.大连理工大学 2018
[8]利用渐进均匀化方法分析ITZ影响时混凝土的力学参数[D]. 肖鹏.湘潭大学 2018
[9]沥青混凝土的宏细观粘弹性动力学响应[D]. 朱国栋.合肥工业大学 2018
[10]基于宏观实验数据的混凝土材料细观本构模型参数反演[D]. 王颂.大连理工大学 2018
本文编号：3369348
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