基于材料构型力学的混凝土损伤和失效研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:baomeng999
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
混凝土作为重要的建筑材料,被广泛的运用于各种工程领域。然而,混凝土结构在拌制、建设、使用过程中会出现不同程度、不同形式的裂缝。裂缝的存在不仅会影响建筑物美观性,更会对建筑物的正常使用和结构的耐久性造成威胁。因此,裂缝问题倍受人们的关注。近年来,随着国家大兴土木,建筑行业的繁荣发展使得这一问题变得更为突出。  混凝土结构内部复杂。在一定层次上,混凝土是由骨料、砂浆和粘接面构成的。由于种种原因,混凝土结构中在受到外荷载以前就已经产生了大量的微小裂纹。随着荷载作用的不断增加,裂缝不断展开进而连通,形成宏观的裂缝。因此,基于断裂力学和损伤力学的相关理论研究不同混凝土级配、不同混凝土细观结构等因素对其损伤和失效的影响,显得尤为重要。  本文基于材料构型力学的两个基本概念:构型力和守恒积分来描述混凝土的损伤和失效。一方面,采用砾石骨料(截面为圆形),同时利用瓦拉文公式将混凝土中的三维骨料转化为二维,并计算出骨料的数目,进而确定出随机骨料模型,建立其有限元分析模型,并利用守恒积分中的J积分来描述混凝土的断裂扩展。另一方面,本文利用J积分对应的材料构型应力bji,即Eshelby能量动量张量来与传统的Von Mises屈服准则进行对比,描述含裂纹混凝土的损伤问题,同时利用等效构型力屈服准则来标定混凝土的屈服。  结果表明,当骨料含量越多,J积分值越小,说明骨料对裂纹有抑制作用;骨料区域与裂尖的夹角在0°~90°时,裂尖J积分大于远场J积分,说明此时骨料对裂纹有抑制作用;当骨料区域与裂尖夹角在90°~270°时,裂尖J积分小于远场J积分,说明此时骨料促进了裂纹的扩展;基于等效构型应力云图,我们发现当考虑骨料区域时,裂纹前端的骨料区域将使得裂尖的塑性屈服区发生一定的变化,从而使得裂纹会发生一定的偏转。
其他文献
薄壁构件在扭转荷载作用下截面会产生显著的翘曲变形,在强度、稳定和振动等的计算中不能忽略截面翘曲变形的影响。单根构件翘曲变形的计算,理论上已经很成熟,但对于多根薄壁
多高层钢框架结构作为一种重要的结构形式,在我国方兴未艾。结构的稳定设计是钢结构的一个重要内容,论文主要就不同的连接刚度对钢框架结构整体稳定和动力反应的影响进行研究
辐射式张弦桁架是一种新型空间结构形式。由上弦桁架、撑杆和预应力索等构件组成。它是通过在索中施加预应力来改善上弦桁架的受力性能的自平衡体系,其中各种构件受力明确简
岩石高边坡稳定性评价的首要问题是对边坡最终变形趋势的进行判断,对边坡监测数据的分析,建立符合实际的预测模型,是边坡安全监控研究的一大热点内容。大岗山水电站枢纽区边坡监
烟囱是火电、冶金、化工等行业不可缺少的主要工程项目。多管式烟囱的应用愈来愈广,成为烟囱发展的一个必然趋势。液压提升倒装法是一种先进的多管式烟囱钢内筒安装方法,由于该
短肢剪力墙结构体系是适应中国具体国情发展起来的一种结构体系,没有国外先进经验可以参考。它是顺应我国住宅产业化迅猛的发展形势,并以中国具体的社会经济和科学技术水准为
节能建筑的意义不仅是节约能源,还包括对经济、环境、社会等方面的广泛影响。能效的提高和能源的节约势必减少节能建筑的运行费用;建筑运行能耗的减少将减弱建筑运行产生的废气
框支剪力墙结构是高层建筑中常见的结构形式,然而人们对它的研究有些地方还不是很充分,例如,在抗震作用下结构的薄弱环节出现的位置、顺序等。静力弹塑性分析可已解决上述问题,但
近年来,人们在解决诸如水位升降对库区岸坡稳定性影响、降雨入渗诱发边坡失稳、干湿变化引起地基变形等灾害问题时越来越重视非饱和土力学理论的应用。土的基质吸力与含水率或
随着我国建筑水平的提高,碳纤维加固混凝土结构在我国建筑改造领域应用日益广泛,但CFRP加固混凝土结构耐火问题始终没有得到解决,不但制约了该类结构的推广,而且对于己加固结
学位