混凝土试件损伤本构模型及裂缝扩展行为研究
发布时间：2021-08-13 06:52
混凝土材料是一种非均匀的多相介质,在结构还未服役时,其内部就已含大量随机分布的孔隙、微裂缝等初始缺陷。原生孔隙、裂缝会弱化混凝土材料的力学性能,并会在外部环境变化下不断扩展演化,最终将导致建筑结构破坏而丧失承载能力,而破坏形式只能在有限程度上表征其应力历史、破坏形态。所以,要着实描述混凝土结构裂缝扩展演化过程及其破坏机理,便需从损伤力学的角度出发,研究随机性与非线性性质的影响,探索其演化机理及失稳破坏依据。本文通过一定体积掺量的EPS颗粒来模拟混凝土材料中初始缺陷,从含有不同初始孔隙率的混凝土材料入手研究,探讨混凝土材料基本力学性能受初始孔隙率的影响及混凝土裂缝扩展演化规律随其变化情况,建立考虑初始孔隙率的损伤本构模型,并通过有限元分析软件实现未预制初始缺陷钢筋混凝土梁裂缝扩展路径的可视化。主要研究内容如下:（1）进行考虑初始孔隙率的混凝土试块基本力学性能试验,通过EPS颗粒预制混凝土材料中初始孔隙,分别对预制初始孔隙率为0%、2%、4%、6%的混凝土试块进行立方体抗压、棱柱体抗压、立方体劈裂抗拉试验,测其强度、弹性模量及应力—应变曲线。分析初始孔隙率变化对基本力学参数的影响,通过回归...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土结构
图 1-2 混凝土结构裂缝扩展形态混凝土结构在承受荷载或外界环境变化时，其损伤过程通常表现出非线性特性，裂缝的产生及扩展会导致应力变化、刚度降低，所以受力变形以及破坏均与表面裂缝的扩展相关，在构件使用及破坏过程中，通过裂缝这一最直观信息进行预测，利用损伤力学理论研究裂缝的发展，结合分形理论考虑材料微缺陷存在与发展的随机性是合理的。由此建立的损伤本构模型可以从更实际的角度表征混凝土材料的力学性能。推导用分形维数表征的损伤本构模型，可为探究其损伤演化规律提供一个具有研究价值的切入点。同时，也对结构的评价、使用、维修和加固等都有重要意义。扩展有限元方法的出现为混凝土结构非线性计算分析提供了一种新思路。同时，作为试验的进一步补充，其在混凝土结构计算和分析方面越来越发挥着举足轻重的作用。它不仅可以模拟混凝土构件和结构的力学性能和变形过程，还可以
技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土随机损伤本构模型研究新进展[J]. 余志武,单智. 工程力学. 2018(08)
[2]基于扩展有限元法的混凝土三点弯曲梁裂缝扩展模拟研究[J]. 覃源,易勇生,柴军瑞,张鲜维. 水利水电技术. 2018(03)
[3]基于双参数损伤阈值的高延性混凝土损伤本构模型研究[J]. 邓明科,潘姣姣. 地震工程与工程振动. 2018(01)
[4]约束混凝土单轴弹塑性损伤本构模型[J]. 曹胜涛,李志山. 工程力学. 2017(11)
[5]基于多尺度分析的混凝土随机损伤本构关系[J]. 梁诗雪,李杰,俞峰. 同济大学学报(自然科学版). 2017(09)
[6]混凝土确定性及随机性损伤本构模型研究进展[J]. 余志武,吴玲玉,单智. 工程力学. 2017(09)
[7]多场耦合下路面混凝土细观裂缝的演化规律[J]. 覃潇,申爱琴,郭寅川,周胜波,何天钦. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(06)
[8]喷射混凝土受压损伤本构模型研究[J]. 关虓,牛荻涛,王家滨,吴博. 铁道学报. 2016(12)
[9]疲劳荷载和冻融循环耦合作用下路面混凝土微裂缝扩展行为[J]. 郭寅川,申爱琴,何天钦,周胜波. 交通运输工程学报. 2016(05)
[10]钢筋混凝土三点弯曲梁裂缝扩展过程模拟[J]. 胡少伟,米正祥. 水利水运工程学报. 2015(03)
博士论文
[1]基于分形和混沌理论混凝土细观分析方法的研究[D]. 杨旭.哈尔滨工业大学 2018
[2]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
硕士论文
[1]隧道施工引起地表不均匀沉降下钢筋混凝土梁裂缝扩展的分形分析[D]. 宋琨.青岛理工大学 2018
[2]素混凝土中裂缝开裂的扩展有限元数值模拟[D]. 陈亚宾.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于扩展有限元法的混凝土梁开裂特性研究[D]. 雷志鹏.华南理工大学 2017
[4]钢筋混凝土梁裂缝扩展路径的分形模拟分析[D]. 孙叶冰.青岛理工大学 2016
[5]初始缺陷对混凝土力学性能影响研究[D]. 邓朝莉.西北农林科技大学 2016
[6]钢筋混凝土构件裂缝发展的标度律及分形插值的实现[D]. 许德龙.青岛理工大学 2014
[7]水泥基材料孔隙分形特征与碳化行为[D]. 李婧琦.沈阳建筑大学 2012
[8]混凝土受压损伤本构模型试验研究及应用[D]. 唐明.重庆大学 2010
[9]EPS轻质混凝土的实验研究与数值模拟[D]. 周可可.上海交通大学 2010
[10]轻骨料分形及不同分维级配的混凝土力学性能试验研究[D]. 沈鸿珍.内蒙古农业大学 2009
本文编号：3339975
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土结构
图 1-2 混凝土结构裂缝扩展形态混凝土结构在承受荷载或外界环境变化时，其损伤过程通常表现出非线性特性，裂缝的产生及扩展会导致应力变化、刚度降低，所以受力变形以及破坏均与表面裂缝的扩展相关，在构件使用及破坏过程中，通过裂缝这一最直观信息进行预测，利用损伤力学理论研究裂缝的发展，结合分形理论考虑材料微缺陷存在与发展的随机性是合理的。由此建立的损伤本构模型可以从更实际的角度表征混凝土材料的力学性能。推导用分形维数表征的损伤本构模型，可为探究其损伤演化规律提供一个具有研究价值的切入点。同时，也对结构的评价、使用、维修和加固等都有重要意义。扩展有限元方法的出现为混凝土结构非线性计算分析提供了一种新思路。同时，作为试验的进一步补充，其在混凝土结构计算和分析方面越来越发挥着举足轻重的作用。它不仅可以模拟混凝土构件和结构的力学性能和变形过程，还可以
技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土随机损伤本构模型研究新进展[J]. 余志武,单智. 工程力学. 2018(08)
[2]基于扩展有限元法的混凝土三点弯曲梁裂缝扩展模拟研究[J]. 覃源,易勇生,柴军瑞,张鲜维. 水利水电技术. 2018(03)
[3]基于双参数损伤阈值的高延性混凝土损伤本构模型研究[J]. 邓明科,潘姣姣. 地震工程与工程振动. 2018(01)
[4]约束混凝土单轴弹塑性损伤本构模型[J]. 曹胜涛,李志山. 工程力学. 2017(11)
[5]基于多尺度分析的混凝土随机损伤本构关系[J]. 梁诗雪,李杰,俞峰. 同济大学学报(自然科学版). 2017(09)
[6]混凝土确定性及随机性损伤本构模型研究进展[J]. 余志武,吴玲玉,单智. 工程力学. 2017(09)
[7]多场耦合下路面混凝土细观裂缝的演化规律[J]. 覃潇,申爱琴,郭寅川,周胜波,何天钦. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(06)
[8]喷射混凝土受压损伤本构模型研究[J]. 关虓,牛荻涛,王家滨,吴博. 铁道学报. 2016(12)
[9]疲劳荷载和冻融循环耦合作用下路面混凝土微裂缝扩展行为[J]. 郭寅川,申爱琴,何天钦,周胜波. 交通运输工程学报. 2016(05)
[10]钢筋混凝土三点弯曲梁裂缝扩展过程模拟[J]. 胡少伟,米正祥. 水利水运工程学报. 2015(03)
博士论文
[1]基于分形和混沌理论混凝土细观分析方法的研究[D]. 杨旭.哈尔滨工业大学 2018
[2]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
硕士论文
[1]隧道施工引起地表不均匀沉降下钢筋混凝土梁裂缝扩展的分形分析[D]. 宋琨.青岛理工大学 2018
[2]素混凝土中裂缝开裂的扩展有限元数值模拟[D]. 陈亚宾.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于扩展有限元法的混凝土梁开裂特性研究[D]. 雷志鹏.华南理工大学 2017
[4]钢筋混凝土梁裂缝扩展路径的分形模拟分析[D]. 孙叶冰.青岛理工大学 2016
[5]初始缺陷对混凝土力学性能影响研究[D]. 邓朝莉.西北农林科技大学 2016
[6]钢筋混凝土构件裂缝发展的标度律及分形插值的实现[D]. 许德龙.青岛理工大学 2014
[7]水泥基材料孔隙分形特征与碳化行为[D]. 李婧琦.沈阳建筑大学 2012
[8]混凝土受压损伤本构模型试验研究及应用[D]. 唐明.重庆大学 2010
[9]EPS轻质混凝土的实验研究与数值模拟[D]. 周可可.上海交通大学 2010
[10]轻骨料分形及不同分维级配的混凝土力学性能试验研究[D]. 沈鸿珍.内蒙古农业大学 2009
本文编号：3339975
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