砌体开裂过程数值模型及其模拟分析

基于损伤力学和脆性理论,将砌体看成是由块体、砂浆、粘结带组成的三相材料,考虑砌体组成材料的非均匀性特点,提出了新的砌体开裂过程数值分析方法,利用材料破裂过程分析系统(MFPA2D),从细观力学层次上数值模拟了砌体试件在水平剪切荷载作用下从损伤到开裂破坏过程,模拟结果与试验结果较为吻合。验证了该数值分析方法的正确性和模型的合理性,同时为砌体开裂破坏预测预报基础理论的研究提供新的分析方法。

热疲劳裂纹开裂过程的有限元模拟

用有限元方法并考虑材料的多线性随动强化性质对带有裂纹的简单试件模型进行热疲劳分析,研究热疲劳裂纹张开的过程和规律。在升温半循环中材料受热膨胀,热疲劳裂纹保持闭合,两裂纹面相互挤压,当压缩应力达到材料的屈服极限,产生压缩塑性变形;在降温半循环中试件有恢复原有形状的趋势,但由于升温半循环中生成的压缩塑性变形不可恢复,裂纹逐渐张开.热疲劳裂纹张开的一个必要条件是高温侧材料在升温过程产生压缩塑性变形,这与普通疲劳裂纹不同.

轮廓爆破下柱状节理岩体开裂过程的数值模拟

以白鹤滩水电站柱状节理玄武岩为研究对象,根据现场的柱状节理分布统计资料生成数值模型,模拟边坡开挖轮廓爆破下柱状节理岩体的开裂过程。结果表明:轮廓爆破时,柱状节理面对岩体裂纹的发展起着导向和控制作用;爆炸荷载作用下炮孔周围的节理面首先张开,然后裂缝沿着炮孔连心线附近的节理面扩展,最后形成贯通的由大量柱状节理面连接而成的裂缝;预裂爆破条件下,预裂缝宽度先增大后减少,最后达到稳定的开度,而且预裂爆破在柱状节理岩体中产生的裂纹范围比光面爆破产生的大。

轻型复合结构抗震性能分析(Ⅰ)——墙板开裂过程及裂缝发展规律分析

轻型复合结构是近年来研制和开发的一种轻型、节能、抗震、经济、适于多层及中高层的全新结构。作为轻型复合结构抗震性能分析的第一部分,旨在指导该结构的抗震设计。对该结构1/2模型进行了拟动力和拟静力试验研究,并对该模型进行了空间有限元弹塑性地震反应分析。对模型的墙板开裂过程及裂缝发展规律的试验结果进行了分析并与理论分析结果进行了比较。分析和比较表明,理论分析结果与试验结果吻合较好,空间有限元弹塑性地震反应分析可用于该结构的抗震设计;该结构的抗震承载力很高,可在设防烈度为8度地区使用且有足够的强度储备;复合墙板的两侧复合层以及复合墙和边框都能够很好地共同工作;装配式复合墙板应改销键连接为装配整体式连接。

混凝土开裂过程扩展有限元数值模拟

介绍用扩展有限元法结合虚拟裂缝模型对混凝土结构进行开裂过程数值模拟的实现方法。对单向拉伸混凝土板和三点弯曲混凝土梁进行开裂过程模拟,重点考察初始裂纹长度、混凝土断裂能对混凝土板和梁开裂特性的影响。计算结果显示,以上参数对混凝土板和梁的开裂特性都有明显影响。

预设V形缺口的单向拉伸岩样变形-开裂过程模拟——基于连续-非连续方法

利用自主开发的连续-非连续方法,通过在岩样左、右两侧预设V形缺口,开展了拉伸位移控制加载条件下岩样变形-开裂过程的数值模拟研究。研究发现：在节点分离前,最大主应力集中于V形缺口尖端附近;在节点分离后,最大主应力集中于裂缝尖端附近;岩样中节点分离是由外及里逐渐发生;由于岩样内部一定尺寸弹性核心的存在,即使岩样发生少许节点分离,岩样承载能力也不会下降,但刚度会劣化;在节点分离不久,分离节点的法向张开度和法向力均呈现一定的非线性,这可能与分离节点周围单元应力分布不均匀和未考虑切向力等因素有关;网格加密后,V形缺口的尺寸相应降低,这导致载荷-位移曲线的峰值提升,该曲线的峰前和峰后部分变陡;分离节点的法向张开度和法向黏聚力随时间的演变曲线几乎不存在网格依赖性。对文中的多种数值结果的正确性进行了检验。

大体积薄壁混凝土墩墙结构早龄期开裂过程的数值模拟

水工大体积薄壁混凝土墩墙结构在早龄期温度变形、自生体积变形等荷载作用下易出现多条竖直贯穿性裂缝,目前常用的应力计算方法无法模拟出工程结构的开裂过程和裂缝数量。将开挖释放荷载理论引入混凝土早龄期温度场和应力场计算中,编制了相关程序,模拟施工期的大体积薄壁混凝土墩墙结构的开裂过程。结果表明,墩墙结构在早龄期开裂过程、裂缝分布、裂缝数量与实际较吻合,且程序的计算效率较高。

混凝土面板堆石坝面板开裂过程研究综述

混凝土面板是以堆石体为支撑结构,它承担着向下游堆石体传递水压力及大坝防渗的重任,对大坝的安全与工程的运行起着决定性的作用。本文总结近年学者对混凝土面板堆石坝面板开裂过程研究现状,试图寻找此类研究的方向和问题。

连续配筋水泥混凝土路面开裂过程及影响因素分析

为了解CRCP路面的开裂过程及影响因素,借助有限元软件ANSYS,对CRCP路面早期及后期的开裂过程进行了分析,并讨论了地基阻力、筋材模量、温差及黏结刚度对CRCP路面开裂行为的影响。结果表明:在水泥混凝土面层铺设初期,裂缝大约在其间距为40 m时稳定;当水泥混凝土板长小于15 m时,地基摩阻力对板中混凝土的应力影响很小;筋材模量越大,筋材约束混凝土变形的能力就越强,最终水泥混凝土的开裂间距越小;温差越大,水泥混凝土路面的开裂速度也越快,但最终水泥混凝土的裂缝间距是趋于一致的;筋材与混凝土间的黏结刚度越大,水泥混凝土路面的开裂速度越快,最终的裂缝间距也越小。

在建预应力混凝土连续箱梁桥开裂过程仿真分析

使用热电偶实测数据和衰减规律分析方法以及统计气象资料估计桥梁温度分布方法局限于定性分析,使梁桥界面受力点正应力与实际情况不符,可能会导致开裂仿真结果不精准。文章针对该问题,提出了在建预应力混凝土连续箱梁桥开裂过程仿真分析方法,在平面坐标系中分析箱梁桥应力状态,确定竖向预应力和温度荷载是影响在建预应力混凝土连续箱梁桥开裂的主要因素,并使用Ansys软件对混凝土连续箱梁桥裂缝进行模拟分析。通过构建实体仿真模型,充分考虑恒载荷和预应力,模拟三种不同温度模式,并结合顶板四个角温度分布情况,组合成三种工况,分析主拉应力等值线图,真实反映开裂方向。由实验结果可知,使用该仿真方法获得的受力点顶面、底面正应力的研究结果更加精准。

水泥混凝土路面开裂过程研究

水泥混凝土路面在低应力水平状态下开裂破坏的问题非常突出。该文应用断裂力学、损伤力学和路面疲劳破坏的基本原理 ,重点对水泥混凝土路面的开裂过程进行分析 ,提出了混凝土路面开裂破坏的 3个阶段及其之间的关系 ,并阐述各个阶段裂纹形成和板断裂破坏的原因及机理 。

节能砌块隐形密框墙板开裂过程分析

节能砌块隐形密框结构是一种轻型、节能、经济、抗震的全新结构。对6片节能砌块隐形密框墙板1/2模型进行了拟静力试验。对模型的墙板开裂过程及裂缝发展规律的试验结果进行了分析并与空间有限元弹塑性分析结果进行了比较。分析和比较表明,有限元分析结果与试验结果吻合较好,空间有限元弹塑性分析可用于该结构的设计;可以考虑通过参数优化以达到该结构墙板合理的构造组合;隐形密框采用钢筋混凝土作材料是合适的;墙板在较小的配筋率情况下可以满足承载力需求。

岩石开裂全过程计算机实时监测的研究

采用声发射和计算机技术，研制成功专用声发射信息处理计算机系统，在实验室条件下，实现对岩石开裂全过程的监测．实现实时显示岩石内部裂纹产生、成长直至破坏的全过程，并采集大量有关岩石内部结构变化的信息，由此可确定岩石开裂的方向和趋势以及岩石破裂的提前量．这为岩石力学和断裂力学的研究提供了科学的依据，为岩层塌方预报的研究提供了有效的手段．

焊接环式箍筋约束高强砼柱裂缝开裂

对6个轻型节能钢-混凝土组合结构柱的低周期反复加载试验研究,分析各构件的延性、耗能性能、承载力,以及开裂过程和裂缝发展规律.结果表明,在轴压比相同时,高强混凝土柱的延性随着含箍特征值的增大而增大;而在含箍率相同时,其延性随轴压比的提高而明显下降,轴压比对延性的影响比箍筋因素要显著.柱的延性随着轴压比的增加而减小.使用高强度焊接环式箍筋,能有效改善高强混凝土柱的延性,特别是在较高轴压比下,箍筋的作用更加明显.

钢纤维混凝土的开裂研究

钢纤维混凝土的应用范围广,使用价值高,在实际应用中钢纤维混凝土会因为各种原因而产生裂缝.本文以张开裂缝为分析对象,总结了开裂的原因,对钢纤维混凝土的开裂过程进行了分析,并提出了预防开裂的方法及措施,最后提出了增强钢纤维混凝土抗裂能力的设想.

基于单轴约束试验的早龄期混凝土开裂行为评价

早龄期阶段,大体积混凝土由于自身变形受到相邻构件或地基的约束产生温度应力,一旦拉应力超过混凝土自身强度,混凝土便会开裂。鉴于传统的约束圆环法和平板法无法考察温度历程对大体积混凝土温度开裂行为的影响,基于研制的新型开裂全过程仿真试验机在实验室内实现了对混凝土日降温0.3℃的速率控制,重现了大体积混凝土浇筑后的真实温度历程,测量了不同龄期(3、7和14 d)快速温降条件(0.5℃/h)下混凝土的温度应力,并基于开裂温差分析了龄期和水泥类型对早龄期混凝土抵抗快速温变性能的影响。试验结果表明,混凝土抵抗快速温变的能力与龄期(强度)正相关,松弛能力随加载龄期的推迟逐渐减弱;低热水泥混凝土较中热水泥混凝土应做好更严格的早龄期阶段表面保温措施。

公路混凝土路面开裂的研析

公路水泥混凝土路面具有强度高、水温稳定性好、承载能力大、使用寿命长等优点,但由于路基、基层承载力不足、路其不均匀下沉,混凝土浇筑后表面没有及时覆盖,表面水分蒸发过快、抗折强度不足等均易造成路面开裂,本文就路面开裂过程进行阐述,为路面抗裂的研究提供方向。

循环氢压缩机叶轮开裂分析原因及处理措施

某厂加氢裂化装置在大检修后开工过程和运行阶段期间,循环氢压缩机K102第二级叶轮连续出现两次开裂,导致联锁停运,严重影响整个装置的运行,也对整个公司的物料平衡产生了极大的影响。所以我们针对此现象从压缩机叶轮的材质、制造工艺以及工艺气的腐蚀等方面影响进行了原因分析,并针对相关的原因做出了一系列相应的处理措施以及总结了很多宝贵的经验教训,为了解氯离子对压缩机叶轮腐蚀有了更深入的思考。

基于断裂力学原理的水泥混凝土路面开裂研究

从断裂力学角度对水泥砼面层与基层接触界面的破坏过程进行分析。计算出3种典型轮载下引起断板的临界长度;通过无损检测,探测出可能产生断板部位的裂缝长度;比较二者,可知混凝土路面是否即将断裂。用此方法可及早发现可能产生断板的部位,以采取适当防护措施延长公路使用寿命。

基于ABAQUS平台的扩展有限元法

以ABAQUS为平台,提出了一种预设虚节点法,首次在通用有限元程序上嵌入了扩展有限元法的功能。推导了扩展有限元法中的子域积分同Heaviside函数的关系,并改进了一种三角形子域积分算法。对三点弯梁的开裂过程进行了模拟。计算结果表明,扩展有限元法对非连续位移场的表达不依赖于单元边界,是一种模拟裂纹扩展过程等涉及移动非连续问题的有效方法。与通用有限元软件的结合则为应用该方法解决实际复杂问题提供了方便的途径。