碾压混凝土冻融损伤三轴压缩破坏性能研究
发布时间：2022-01-24 16:45
随着水利事业的迅速发展,越来越多的国家和地区都在建设高的混凝土坝,而碾压混凝土结构自身具有很多优点,所以碾压混凝土坝将作为未来建设高坝的主要坝型。由于碾压混凝土坝处于复杂的外界环境中,特别是处于高寒地区的碾压混凝土坝常年经受冻融损伤过程。因此本文以碾压混凝土冻融损伤三轴压缩性能为研究对象,通过分析碾压混凝土不同冻融次数下三轴压缩后的宏观、细观、微观破坏性能,为寒冷地区的碾压混凝土坝提供理论支撑。本文主要从以下几个方面进行了研究:（1）通过碾压混凝土冻融循环后三轴压缩试验发现碾压混凝土冻融侵蚀作用是一个从表面到内部逐渐递进的过程,随着冻融次数的增加,碾压混凝土冻融破坏越来越严重,质量损失率呈现出先减小后增大的趋势,损伤层厚度逐渐增加,碾压混凝土冻融损伤三轴压缩破坏也越来越严重。（2）采用离散元软件PFC3D进行碾压混凝土数值模型细观参数的标定,发现在相同围压和加载速度下8种不同细观参数对碾压混凝土力学性能参数的影响不同,为后面的冻融循环作用下碾压混凝土数值模型的细观参数标定提供参考依据。（3）通过PFC3D软件建立正确的冻融损伤碾压数值模型,在此基础上研究碾压混凝土轴向应力应变曲线上两个...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土三种不同结构
1绪论7图1-2碾压混凝土冻融损伤三轴试验技术路线图Fig.1-2Technicalrouteoftriaxialtestforfreeze-thawdamageofRCC
西安理工大学硕士学位论文10图2-1颗粒流离散元法计算原理图Fig.2-1Particleflowdiscreteelementmethodcalculationprinciple2.1.2离散元法的优点离散元法与传统数值模拟方法相比有很多的优点。具体优点如下：（1）离散元法将单元分为颗粒和颗粒簇两种类型，既可以通过这两种单元来建立数值模型分析材料的宏观力学特性与物理试验进行对比；也可以分析组成材料细观颗粒之间的变化。（2）由于离散元法中的颗粒一般被默认为刚性体，通过设置颗粒与颗粒之间的接触类型以及相关的细观参数来改变数值模型的力学特性，因此离散元法并不需要直接定义材料的本构模型。（3）由于离散元的单元类型为颗粒和颗粒簇，所以颗粒与颗粒之间的接触为点接触，而传统数值模拟方法的接触一般为块接触其接触最少也的简化为两个点，相对于离散元法要复杂很多，计算效率降低。同时颗粒之间接触的跟踪以及识别相较于传统的数值模拟方法要容易很多。（4）允许组成材料的细观颗粒其位移不受任何限制，可以模拟大变形问题。（5）不需要满足变形协调和位移连续的条件，离散元法认为组成材料的细观颗粒是相对独立的单元，具有独立的细观参数、本构关系以及运动规律，其变形问题是各个独立单元运动的宏观显现。（6）通过相应材料的接触模型把离散的颗粒粘结起来，用来模拟材料的细观特征，可以用来模拟碾压混凝土冻融损伤三轴压缩后的细观破坏特征。2.2颗粒流软件PFC3D简介PFC2D/PFC3D软件是美国ITASCA公司开发出品的大型商用DEM软件，包括视图窗口和代码窗口两个部分，适用于研究离散颗粒大变形、离散颗粒粘结破坏以及微裂纹发展规律等问题，是一款用于模拟离散颗粒材料以及复杂固体力学问题的有效手段。PFC3D是利用颗粒流离散元的方法来模拟材料颗粒之间的运动及相?
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸盐侵蚀与冻融循环耦合作用下碾压混凝土层面抗剪强度研究[J]. 李爽,田斌,卢晓春,陈玉玺,陈渴鑫. 人民珠江. 2018(12)
[2]碾压混凝土单轴压缩数值模拟研究[J]. 张业旭,许舰. 山东工业技术. 2018(18)
[3]冻融循环作用下碾压混凝土抗剪试验分析[J]. 吴银刚,陈波,杨君,万光义,唐迎旭. 水电能源科学. 2016(12)
[4]严寒地区碾压混凝土筑坝技术及工程实践[J]. 邓铭江. 水力发电学报. 2016(09)
[5]粗骨料对混凝土单轴抗压强度及破坏特征影响的数值分析[J]. 王云飞,郑晓娟,王立平,焦华喆. 硅酸盐通报. 2016(09)
[6]碾压混凝土碾压特性的三维离散元数值模拟[J]. 刘国华,张宁. 水电能源科学. 2015(06)
[7]基于离散元法的混凝土三轴压缩破坏试验数值模拟[J]. 耿纪莹,卜建清,高焱. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2015(02)
[8]基于Weibull强度理论的混凝土冻融损伤本构模型研究[J]. 关虓,牛荻涛,王家滨,王艳. 混凝土. 2015(05)
[9]冻融后预应力混凝土受弯性能试验及数值模拟[J]. 张益多,胡强圣,陈妤,刘荣桂. 工业建筑. 2015(02)
[10]基于细观离散元的混凝土端部效应分析[J]. 康政,唐欣薇,秦川,周小文. 哈尔滨工业大学学报. 2013(12)
博士论文
[1]基于离散元方法的沥青混合料劲度模量虚拟试验研究[D]. 田莉.长安大学 2008
[2]土工问题的颗粒流数值模拟及应用研究[D]. 罗勇.浙江大学 2007
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]考虑球体颗粒胶结的三维颗粒流模拟研究[D]. 张崇帅.西安理工大学 2018
[3]混凝土破坏过程的二维颗粒流数值模拟[D]. 肖辉.湘潭大学 2011
[4]混凝土受压和冻融循环过程的ANSYS模拟[D]. 郜旭.北京交通大学 2010
[5]冻融循环后混凝土力学性能的试验研究[D]. 祝金鹏.山东大学 2009
[6]冻融环境下混凝土破坏的有限元模拟研究[D]. 王宏业.哈尔滨工程大学 2009
[7]冻融环境下普通混凝土的多轴破坏准则[D]. 于长江.大连理工大学 2004
本文编号：3606935
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土三种不同结构
1绪论7图1-2碾压混凝土冻融损伤三轴试验技术路线图Fig.1-2Technicalrouteoftriaxialtestforfreeze-thawdamageofRCC
西安理工大学硕士学位论文10图2-1颗粒流离散元法计算原理图Fig.2-1Particleflowdiscreteelementmethodcalculationprinciple2.1.2离散元法的优点离散元法与传统数值模拟方法相比有很多的优点。具体优点如下：（1）离散元法将单元分为颗粒和颗粒簇两种类型，既可以通过这两种单元来建立数值模型分析材料的宏观力学特性与物理试验进行对比；也可以分析组成材料细观颗粒之间的变化。（2）由于离散元法中的颗粒一般被默认为刚性体，通过设置颗粒与颗粒之间的接触类型以及相关的细观参数来改变数值模型的力学特性，因此离散元法并不需要直接定义材料的本构模型。（3）由于离散元的单元类型为颗粒和颗粒簇，所以颗粒与颗粒之间的接触为点接触，而传统数值模拟方法的接触一般为块接触其接触最少也的简化为两个点，相对于离散元法要复杂很多，计算效率降低。同时颗粒之间接触的跟踪以及识别相较于传统的数值模拟方法要容易很多。（4）允许组成材料的细观颗粒其位移不受任何限制，可以模拟大变形问题。（5）不需要满足变形协调和位移连续的条件，离散元法认为组成材料的细观颗粒是相对独立的单元，具有独立的细观参数、本构关系以及运动规律，其变形问题是各个独立单元运动的宏观显现。（6）通过相应材料的接触模型把离散的颗粒粘结起来，用来模拟材料的细观特征，可以用来模拟碾压混凝土冻融损伤三轴压缩后的细观破坏特征。2.2颗粒流软件PFC3D简介PFC2D/PFC3D软件是美国ITASCA公司开发出品的大型商用DEM软件，包括视图窗口和代码窗口两个部分，适用于研究离散颗粒大变形、离散颗粒粘结破坏以及微裂纹发展规律等问题，是一款用于模拟离散颗粒材料以及复杂固体力学问题的有效手段。PFC3D是利用颗粒流离散元的方法来模拟材料颗粒之间的运动及相?
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸盐侵蚀与冻融循环耦合作用下碾压混凝土层面抗剪强度研究[J]. 李爽,田斌,卢晓春,陈玉玺,陈渴鑫. 人民珠江. 2018(12)
[2]碾压混凝土单轴压缩数值模拟研究[J]. 张业旭,许舰. 山东工业技术. 2018(18)
[3]冻融循环作用下碾压混凝土抗剪试验分析[J]. 吴银刚,陈波,杨君,万光义,唐迎旭. 水电能源科学. 2016(12)
[4]严寒地区碾压混凝土筑坝技术及工程实践[J]. 邓铭江. 水力发电学报. 2016(09)
[5]粗骨料对混凝土单轴抗压强度及破坏特征影响的数值分析[J]. 王云飞,郑晓娟,王立平,焦华喆. 硅酸盐通报. 2016(09)
[6]碾压混凝土碾压特性的三维离散元数值模拟[J]. 刘国华,张宁. 水电能源科学. 2015(06)
[7]基于离散元法的混凝土三轴压缩破坏试验数值模拟[J]. 耿纪莹,卜建清,高焱. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2015(02)
[8]基于Weibull强度理论的混凝土冻融损伤本构模型研究[J]. 关虓,牛荻涛,王家滨,王艳. 混凝土. 2015(05)
[9]冻融后预应力混凝土受弯性能试验及数值模拟[J]. 张益多,胡强圣,陈妤,刘荣桂. 工业建筑. 2015(02)
[10]基于细观离散元的混凝土端部效应分析[J]. 康政,唐欣薇,秦川,周小文. 哈尔滨工业大学学报. 2013(12)
博士论文
[1]基于离散元方法的沥青混合料劲度模量虚拟试验研究[D]. 田莉.长安大学 2008
[2]土工问题的颗粒流数值模拟及应用研究[D]. 罗勇.浙江大学 2007
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]考虑球体颗粒胶结的三维颗粒流模拟研究[D]. 张崇帅.西安理工大学 2018
[3]混凝土破坏过程的二维颗粒流数值模拟[D]. 肖辉.湘潭大学 2011
[4]混凝土受压和冻融循环过程的ANSYS模拟[D]. 郜旭.北京交通大学 2010
[5]冻融循环后混凝土力学性能的试验研究[D]. 祝金鹏.山东大学 2009
[6]冻融环境下混凝土破坏的有限元模拟研究[D]. 王宏业.哈尔滨工程大学 2009
[7]冻融环境下普通混凝土的多轴破坏准则[D]. 于长江.大连理工大学 2004
本文编号：3606935
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