混凝土断裂能产生尺寸效应的原因探讨

总结了关于混凝土断裂能尺寸效应产生原因的各种观点,并对这些观点进行简要评述。对RILEM的断裂能计算公式和Wecharatana提出的断裂能测算方法进行了详细研究,分析了断裂过程区演变对断裂能计算结果的影响,认为混凝土断裂能产生尺寸效应的原因之一是没有考虑混凝土主裂纹产生之前消耗的能量,并用实验对此观点进行了验证。

浅析大坝混凝土断裂能的影响因素

本文结合我国重大水工混凝土结构工程中亟待解决的裂缝问题,研究大坝混凝土的断裂特性。分析试件几何形状、混凝土强度、骨料粒径对断裂能的影响,发现混凝土断裂能随骨料粒径的增加而增加,随着混凝土强度的增加没有明显的趋势,对于今后提高大坝混凝土断裂性能具有一定作用。

混凝土结构断裂力学的研究进展及化学防控技术

本文简述了混凝土结构断裂力学的研究进展,包括国外学者提出的断裂力学理论模型,及国内混凝土结构断裂力学理论发展历程及突出贡献。详细论述了断裂力学在工程实践中的应用,以及基于混凝土结构生命周期全过程研发的化学外加剂防控技术。最后对混凝土结构断裂力学的理论研究与实践应用进行了展望。

混凝土复合型裂缝的断裂能及其判据研究

首先通过理论分析得到断裂能与能量释放率的关系,继而根据试验研究测出的单一型裂缝的断裂能,进行单一型裂缝断裂能与断裂韧度的相关性分析,得到了单一型裂缝的断裂能与能量释放率之间的关系,再进行数值模拟,获得混凝土复合型裂缝的断裂能。基于Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、二维复合型(Ⅰ-Ⅱ、Ⅰ-Ⅲ、Ⅱ-Ⅲ)和三维复合型(Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ)的应力强度因子断裂临界曲线和临界曲面(即完整的系列K判据),通过各复合型裂缝的断裂韧度,得到相应的能量释放率,进而获得复合型裂缝的断裂能,绘出断裂能临界曲线和曲面,从而建立了完整的系列断裂能G判据。

轻集料混凝土的断裂能

测定了具有不同强度的轻集料混凝土和普通混凝土的断裂能 比较了轻集料混凝土和普通混凝土的断裂能与抗压强度之间的关系 结果表明 ,对于给定的强度 ,轻集料混凝土的断裂能大大低于普通混凝土的断裂能

各种级配大坝混凝土双K断裂参数试验研究——兼对《水工混凝土断裂试验规程》制定的建议

为配合水工混凝土断裂试验规程在我国的制定,提供更充足的基础数据,受规程编制组委托,进行了最大尺寸为S×D×B=2200 mm×550 mm×240 mm的三点弯曲梁试件和最大尺寸为2H×D×B=1200 mm×1200 mm×250mm的楔入劈拉试件共140个试件的断裂试验。通过电阻应变片,测得不同布置测点荷载应变变化曲线,由此确定了不同级配及湿筛法大坝混凝土实测的起裂荷载和失稳荷载,计算了双K断裂韧度参数,讨论分析了双K断裂参数的尺寸效应和形状效应。结果表明:电阻应变片法测定起裂荷载的方法可行,Pini/Pmax=0.6￣0.85;三点弯曲梁法所得混凝土双K断裂韧度值无明显的尺寸效应;楔入劈拉试件由于竖向加载荷载PV引起附加力矩MV对裂缝尖端应力场的影响,导致所得混凝土断裂韧度值表现出一定程度的尺寸效应,但当采取措施消除此影响或此影响较小时,楔入劈拉试件的断裂韧度值也将无明显的尺寸效应;在相同配合比、相同高度条件下,不同试件形式的双K断裂韧度值无明显的差异。因此,可认为混凝土双K断裂参数是描述混凝土结构裂缝起裂及失稳断裂过程的材料常数,与试样类型和尺寸无关。

混凝土断裂过程及尺寸效应分析

为研究混凝土裂纹断裂过程和最大承载力计算方法,通过实验机对四种不同尺寸混凝土紧凑拉伸断裂试件进行了加载过程实验,并对其中一个试件进行应变片跟踪测试。由实验结果分析得到了一系列关系曲线,如试件的载荷-加载点位移关系曲线,断裂损伤区变形随载荷变化曲线;并且计算了不同尺寸断裂试件的应力强度因子。结合计算粘聚裂纹应力强度因子的公式与断裂准则,完成了对承载力理论值的计算,并将其与实验峰值平均值进行对比,其结果是两者相比误差较小,表明此种计算裂纹结构最大承载力方法是可行的。

缝高比对不同强度等级混凝土断裂特性的影响

采用我国水工混凝土断裂试验规程推荐的双K断裂模型,确定C25、C35在缝高比0.2～0.5范围内的断裂参数,研究了两种强度等级下缝高比对混凝土断裂特性的影响。试验结果表明,试件的荷载值随着缝高比的增加而逐渐降低;缝高比为0.3或0.4的三点弯曲梁混凝土试件相对韧度较好;缝高比从0.2变化到0.5的范围内,混凝土试件起裂韧度值、失稳韧度值变化不大,起裂韧度和失稳韧度均可认为是一个常数;强度等级越高,断裂能越大,且断裂能随缝高比的变化而变化,缝高比为0.3或0.4时,混凝土试件的断裂能最大。

混凝土断裂的三维旋转裂缝模型研究

作为一种准脆性材料,混凝土在发生开裂后将表现一定的应变软化特性。基于Bazant提出的钝断裂带力学模型,将其扩展为三维旋转裂缝模型,并推导出相应的三维软化本构,应用于复杂应力路径下混凝土开裂扩展的三维数值模拟。通过对比四点剪切梁试验的数值模拟结果与试验结果,验证了该模型能较好地模拟混凝土混合型开裂行为。

爆炸荷载作用下SRC柱中混凝土的断裂破坏原理

以计算机模拟为手段,研究分析了SRC(Steel-Reinforced-Concrete,简称SRC)柱在爆炸冲击荷载作用下钢骨周围混凝土的断裂破坏原理。发现由于所受爆炸冲击波荷载性质的不同,SRC柱中的混凝土可以分为3种破坏模式:冲击波直接破坏、冲击波冲量破坏和冲击波能量破坏。该研究成果不仅为进一步研究SRC柱在爆炸冲击荷载作用下的破坏模式提供了研究基础,并且为SRC柱的抗爆设计和抗爆加固提供了指导作用。

用激光三角法重构混凝土断裂面三维轮廓与断裂能分析

采用基于激光三角法的测试方法对混凝土断面表面轮廓进行了三维重构 .初步的断面分析结果表明 ,相对于传统断面分析方法 ,本试验方法实现了断面的无损、快速和准确的测量分析 .在测量到的断面基础上 。

含砖粒再生粗骨料取代率对混凝土断裂性能的影响

为了探究含砖粒再生粗骨料取代天然石料对再生混凝土断裂性能的影响,制作4组不同取代率的再生混凝土梁试件,通过三点弯曲梁试验,研究各组再生混凝土的双K断裂参数、断裂能及延性指数;通过数字图像处理,对试件断面水平投影方向上的粗骨料分布进行量化,并应用差分盒算法提取试件断面分形维数用于表征其粗糙度。结果表明:再生混凝土的各项断裂参数均随含砖粒再生粗骨料取代率的增大而逐渐降低,起裂韧度较失稳韧度更容易受含砖粒再生粗骨料掺入的影响;含砖粒再生粗骨料水平投影面积与混合粗骨料水平投影面积之比可以在一定程度上反映其取代水平;随着取代率增大,试件断面分形维数逐渐降低,且断面分形维数与断裂能有较好的相关性,得出考虑含砖粒再生粗骨料取代率的断裂能与分形维数的回归方程。

混凝土断裂的研究现状与展望

混凝土断裂力学是20世纪60年代基于金属断裂力学的基本理论而发展起来的固体力学分支,主要研究含裂缝体的混凝土材料和混凝土结构的破坏过程以及裂缝传播规律,建立断裂准则,探讨如何控制和防止混凝土结构断裂破坏的措施。本文先对混凝土断裂过程做初步探讨,之后,就混凝土断裂力学的产生发展、研究现状和发展应用前景做一综述。

基于数值模拟的混凝土系列有效断裂判据

基于ANSYS平台,对某系列混凝土断裂破坏试验的加载过程进行有限元数值模拟,获得了荷载-加力点位移曲线。利用获得的曲线,在线性渐进叠加假定的基础上,确定了试件在失稳断裂时的临界有效裂缝长度。将模拟峰值荷载和临界有效裂缝长度代入由LEFM推导出的公式计算了考虑断裂过程区影响的有效断裂韧度。最后,通过对系列试验有效断裂韧度的分析,建立了基于数值模拟的混凝土系列有效断裂判据。

混凝土断裂参数的灰关联分析

针对目前混凝土断裂试验数据少、较难应用传统统计方法进行分析的现状,将灰关联分析方法引入到混凝土三点弯曲梁和大型紧凑拉伸试件断裂参数的相关性分析中,考查了各断裂参数的相关性,讨论了各种相关性产生的原因.结果表明,三点弯曲梁的断裂韧度和断裂能有较大的尺寸效应,而紧凑拉伸试件的断裂参数无明显的尺寸效应,为混凝土的断裂分析提供了一个新的途径.

混凝土Ⅱ型断裂与破坏过程的三维非线性有限元数值模拟

本文基于作者及其合作者近年新提出的两端切口Ⅱ型断裂试件几何和相应的应力强度因子公式的基础上 ,建议一种无切口Ⅱ型断裂试件。然后对不同切口长度的Ⅱ型断裂试件和不同高度和宽度的无切口Ⅱ型断裂试件的断裂破坏过程采用以微面模型 (Micro PlaneModel)为基础的三维非线性有限元分析商用程序进行了数值模拟 ,发现无切口试件在韧带上由剪切应力集中引起剪切裂缝后 ,在韧带区形成纯Ⅱ型断裂和剪切裂缝扩展过程。

混凝土断裂力学性能研究综述

在工程结构中,包含了一大类力学性能的准脆性材料,混凝土作为一种典型的非均质准脆性材料,在工程界有很大的研究背景。以至于国内外大量学者针对像混凝土这类准脆性材料提出了一系列研究方法。通过梳理国内外学者在混凝土断裂性能方面的试验研究,总结归纳了混凝土断裂参数的测试方法、力学模型及影响因素等。在此基础上,对混凝土断裂发展规律的研究前景进行了展望,希望为以后此类问题的研究奠定基础。

基于DIC法的混凝土三点弯曲梁断裂性能试验研究

为研究不同初始缝高比对混凝土断裂性能的影响,设计了3组初始缝高比分别为0.2,0.3和0.4的共15根三点弯曲梁试件。利用数字图像相关法(DigitalImageCorrelation,DIC)测得试件表面全场应变及位移数据,与采用传统夹式引伸计测得裂缝口张开位移(CMOD)、裂尖张口位移(CTOD)以及临界有效裂缝扩展长度计算值进行了对比分析。结果表明:DIC采集的CMOD及CTOD值与引伸计实测值吻合良好;基于DIC方法测得的临界有效裂缝扩展长度与公式计算结果基本吻合,误差在8%以内;从通过DIC方法得到的水平方向应变图,可观测出断裂全过程的裂纹的扩展路径。综上,DIC方法能较为准确地应用到混凝土断裂试验中。

电测法研究混凝土的断裂过程

在混凝土表面悬空粘贴应变片,根据试验过程中应变片记录的变形数据,可以分析混凝土材料的断裂过程,确定起裂荷载和裂缝扩展长度,进而计算出起裂应力强度因子和失稳应力强度因子。计算结果符合双K理论。

岩石、混凝土损伤与断裂研究型课程建设

为了使学生充分了解岩石、混凝土损伤与断裂力学的最新进展,熟悉基础理论,掌握必要的断裂损伤实验技术和研究方法,从教材、师资队伍、教学模式到教学手段,对岩石、混凝土损伤与断裂课程进行了全面建设。通过对该课程的全方位建设,使学生科研素养和创新能力得到提高。