大坝混凝土不同断裂模型比较及断裂机理分析

发布时间：2020-02-12 07:28

【摘要】：混凝土是现代建筑结构广泛使用的多相复合材料,研究其断裂性能意义重大,因混凝土属准脆性材料,断裂过程区发展与裂缝长度的监测十分困难,加之混凝土自身的非线性等特点,许多学者陆续提出一些适用于混凝土类准脆性材料的断裂模型,作为混凝土裂缝发展定量描述的工具。本文基于课题组所做长江三峡泄洪坝混凝土断裂试验之“楔入劈拉试验”成果,研究大体积混凝土断裂特性。该实验因最大限度避免自重所造成的影响,同时对试验机刚度的要求有所降低,使其成为名副其实的大坝混凝土简便的断裂试验。本文结合德国学者V.Slowik教授开发的consoft软件,求解两参数断裂模型、尺寸效应模型和双K断裂模型等三种断裂模型的断裂参数,为分析断裂机理提供依据。从上述模型的分析得出以下结论： (1)在两参数断裂模型中,断裂韧度随着大坝和湿筛混凝土试件尺寸的增大,先增大后趋于稳定。 (2)在尺寸效应模型和双K断裂模型当中,断裂韧度随着湿筛混凝土试件尺寸的增大,先增加后趋于稳定,而原级配大坝混凝土却随着试件尺寸的增加,断裂韧度呈增加趋势。 (3)随骨料粒径增加,粘聚韧度呈现先减小后增加的趋势,就3种形式的软化曲线而言,当骨料粒径从10mm增加到20mm时,粘聚韧度随着骨料粒径的增大而减小,而当骨料粒径从20mm增大到40mmm时,粘聚韧度随着骨料粒径的增大而增大。 (4)在3种形式下的软化曲线,粘聚韧度随着混凝土的抗压强度的增加逐渐增加,当混凝土的抗压强度达到一定值43.3MPa时,却随着混凝土的抗压强度的增加,粘聚韧度逐渐减小。 (5)就全级配的大坝混凝土而言,随着混凝土试件尺寸的增大,在双线形、三线形、曲线形的软化曲线下,粘聚韧度均随着试件尺寸的增大而增大。 (6)就湿筛混凝土三种不同形式下的软化曲线而言,粘聚韧度随着试件尺寸的增加,呈现出先增加后减小的趋势。 (7)就双K断裂模型而言,曲线型的软化曲线更能如实反映断裂过程区的本构关系。
【图文】：

软化曲线,单线

第一章绪论直线，如下图1.2所示，虽然该形式的软化曲线不够准确，但是在当时的条件下，还是很好的能解释一些混凝土的断裂力学行为。同时与Maier (1968) [i8]所提出的软化曲线形式在形式上相同。根据断裂能的相关定义，表达式如1.2下：G尸=r/o)dw=^^ (1.2)所对应的函数表达式为1.3所示：,、0<w<w^(j[w) = < (1.3)0 w > wk C其中：Gf —表示断裂能；—最大裂缝口张开位移，此时的裂缝面上的应力为零；./；一混凝土的抗拉强度； Wc图1.2单线性软化曲线(2)双线性软化曲线双线性软化曲线模型（如图1.3所示），用于模拟混凝土 I型断裂行为，它有四个参数：f,、./；、IV丨和Wc。四个参数之间并非互相独立，，Petersson[i9]建议采用如下1

软化曲线,双线性

(2)双线性软化曲线双线性软化曲线模型（如图1.3所示），用于模拟混凝土 I型断裂行为，它有四个参数：f,、./；、IV丨和Wc。四个参数之间并非互相独立，Petersson[i9]建议采用如下1.4形式：‘f-L/丨-30.8G厂 C ^ A\< w^ = — (1.4)ft3.6Grw = —fI ' t5
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV431

【参考文献】