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《清华大学》 2010年
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数字混凝土CT建立方法及其在干缩微裂纹模拟中的应用

李曙光  
【摘要】:混凝土的干缩微裂纹对其物理和力学特性等都有重要的影响。研究微裂纹对混凝土宏观性能影响的前提是获得裂纹的真实结构特征。受观测手段的限制,目前只能观察混凝土断面的二维微裂纹形态。现有的干缩开裂模拟研究都局限在二维情况,且由于所建立的混凝土细观结构与实际不符、所用的隐式解法收敛性差等不足,干缩开裂模拟结果与试验结果不吻合,难以推广到三维模拟。为得到真实混凝土试件内部的三维干缩微裂纹分布,本文从数字混凝土的建立、裂纹模型的改进、有限元求解算法的选用等方面展开了研究,最终建立了基于改进弥散裂纹模型的混凝土干缩开裂的显式模拟方法,实现了混凝土三维干缩微裂纹分布的模拟。论文的主要内容和成果包括以下几个方面: 1.基于混凝土CT图像,采用面绘制原理,重建得到了真实混凝土试件内部的砂浆骨料两相结构; 2.提出“骨料膨胀法”用以划分过渡区网格并开发了相应程序,完成了三维三相数字混凝土的建立;所划分的过渡区单元厚度接近实际尺寸,且形状和数量满足后续的有限元计算要求; 3.采用引入“等效断裂能”准则的改进弥散裂纹模型,结合ABAQUS的脆性开裂材料模型和显式分析模块,建立了模拟混凝土干缩开裂的显式算法;干缩微裂纹的二维模拟结果与试验结果吻合,显示了算法的可信性。干缩开裂模拟结果表明,本文采用的改进弥散裂纹模型能较好地模拟砂浆、过渡区等材料在干缩开裂过程中的破坏行为;参数敏感性分析结果表明砂浆和过渡区断裂能对干缩微裂纹形态有重要影响; 4.模拟得到了真实混凝土试件内部的三维干缩微裂纹分布;模拟结果显示,随着干燥时间的增加,混凝土的干燥损伤度逐渐增大;该趋势与对比试验结果吻合,且数值接近,表明了模拟所得的三维干缩微裂纹结构的可信性。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU528

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【引证文献】
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1 郭丽萍;Andrea Carpinteri;孙伟;秦文超;;基于三维微焦点CT图像对高性能混凝土内部缺陷的测量和分析(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2009年01期
2 周元德,张楚汉,金峰;混凝土断裂的三维旋转裂缝模型研究[J];工程力学;2004年05期
3 任朝军,杜成斌,戴春霞;三级配混凝土单轴破坏的细观数值模拟[J];河海大学学报(自然科学版);2005年02期
4 孙立国,杜成斌,戴春霞;大体积混凝土随机骨料数值模拟[J];河海大学学报(自然科学版);2005年03期
5 郝书亮;党发宁;陈厚群;梁昕宇;;基于CT图像的混凝土三维微观结构在ANSYS中的实现[J];混凝土;2009年03期
6 钱觉时,邹定祺;“数值砼”-砼材料细观结构的模拟[J];重庆建筑工程学院学报;1994年02期
7 刘光廷,王宗敏;用随机骨料模型数值模拟混凝土材料的断裂[J];清华大学学报(自然科学版);1996年01期
8 高政国,刘光廷;二维混凝土随机骨料模型研究[J];清华大学学报(自然科学版);2003年05期
9 刘光廷,高政国;三维凸型混凝土骨料随机投放算法[J];清华大学学报(自然科学版);2003年08期
10 唐欣薇;张楚汉;;基于改进随机骨料模型的混凝土细观断裂模拟[J];清华大学学报(自然科学版);2008年03期
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1 郑建军,李庆勇,曾洪波,徐世烺;混凝土微平面模型的参数研究与应用[J];四川建筑科学研究;2004年02期
2 弋刚,杨敏;住宅建筑现浇混凝土楼板裂缝成因分析及防治对策[J];四川建筑科学研究;2005年02期
3 傅光耀;王浩;;薄钢铺板对平台主梁变形影响的试验研究和分析[J];四川建筑科学研究;2006年02期
4 常玉珍;吴敏哲;;组合肋壳几何非线性分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
5 王青;徐港;;剪力墙结构弹塑性分析的QR法Ⅱ——计算格式、程序及算例[J];四川建筑科学研究;2006年06期
6 王开强;孙飞飞;胡大柱;;多弹簧梁柱单元在空间钢框架非线性分析中的应用[J];四川建筑科学研究;2007年06期
7 王江;周晖;宋雪峰;;变截面工形柱平面内弹塑性极限承载力研究[J];四川建筑科学研究;2008年01期
8 陈萌;;某矩形游泳池收缩变形裂缝的有限元计算及分析处理[J];四川建筑科学研究;2008年03期
9 高轩能;李琨;;变截面门式刚架地震反应研究进展[J];四川建筑科学研究;2008年03期
10 罗晓勇;施养杭;;混凝土断裂的研究现状与展望[J];四川建筑科学研究;2008年06期
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1 宫建国;陶钧;曾胜;金涛;;地基平面沉降下的大型石油储罐模态分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 张应迁;石艳;唐克伦;刘明;;外压容器临界载荷特性研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 冯帆;张国新;刘有志;;层间水力渗透破坏对拱坝工作性态的影响[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
4 王青平;白武明;王洪亮;;多重网格在二维泊松方程有限元分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
5 贾福杰;赵顺增;王涛;谭风国;韩团结;杭玉勇;武旭南;谭涛;;有限元预测温度场技术在博兴交通家园住宅工程的应用[A];2011年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集[C];2011年
6 李同春;朱寿峰;赵兰浩;胡继刚;;考虑坝体与坝肩动力相互作用的坝肩稳定动接触降强算法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
7 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
8 陈伟;张燎军;卢斌;白莉萍;张洋;陈亚军;;大型泵站混凝土底板冷却水管布置方案研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
9 卢斌;张燎军;陈伟;白莉萍;张洋;郑孝军;;大型泵站底板冬季施工温度应力及保温措施研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
10 纪军;王安华;任增金;;圆沉箱内隔墙的设置方式[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
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1 张红哲;车身概念设计智能CAE关键技术的研究[D];长春理工大学;2010年
2 汪忠明;基于非局部增强梯度模型的混凝土断裂损伤研究[D];合肥工业大学;2010年
3 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
4 张骥;混凝土塑性—损伤本构模型研究[D];华中科技大学;2010年
5 毛海涛;无限深透水地基上土石坝坝基渗流控制计算方法和防渗措施的研究[D];新疆农业大学;2010年
6 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
7 许兰贵;变壁厚大锥度薄壁铝罐成形关键技术的研究[D];华南理工大学;2010年
8 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
9 郑顺潮;钢纤维聚合物高强结构混凝土的力学性能研究[D];华南理工大学;2010年
10 张娜;面向脊柱微创手术机器人的图像处理与虚拟现实技术研究[D];南开大学;2010年
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1 胡婷萍;大厚度电子束焊缝的超声检测及缺陷散射信号的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
3 王亚楠;基于光线投射算法的CT图像三维重建与分割剪取[D];山东科技大学;2010年
4 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
5 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年
6 王志宽;大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D];郑州大学;2010年
7 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
8 张彩香;发射筒口分瓣式隔水膜刚度强度分析[D];郑州大学;2010年
9 蔡秀兰;再生细集料混合砂浆配合比及物理性能试验研究[D];郑州大学;2010年
10 苗军伟;注塑成型和模具结构一体化分析[D];郑州大学;2010年
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1 李庆斌,周鸿钧,林皋;异弹模界面裂缝的动断裂分析[J];地震工程与工程振动;1990年04期
2 周正华,周扣华;有阻尼振动方程常用显式积分格式稳定性分析[J];地震工程与工程振动;2001年03期
3 刘志勇;孙伟;周新刚;;基于Monte Carlo随机计算的海工混凝土使用寿命预测[J];东南大学学报(自然科学版);2006年S2期
4 王强;阎培渝;;大掺量矿渣复合胶凝材料的硬化浆体形貌特征[J];电子显微学报;2008年04期
5 杨柏坡,陈庆彬;显式中心差分有限单元法在复杂场地地震反应分析中的应用[J];地震研究;1992年01期
6 刘晶波;王振宇;杜修力;杜义欣;;波动问题中的三维时域粘弹性人工边界[J];工程力学;2005年06期
7 张伯艳;陈厚群;;LDDA动接触力的迭代算法[J];工程力学;2007年06期
8 谷音;刘晶波;杜义欣;;三维一致粘弹性人工边界及等效粘弹性边界单元[J];工程力学;2007年12期
9 史才军;元强;邓德华;郑克仁;;混凝土中氯离子迁移特征的表征[J];硅酸盐学报;2007年04期
10 阎培渝;;粉煤灰在复合胶凝材料水化过程中的作用机理[J];硅酸盐学报;2007年S1期
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1 赵密;近场波动有限元模拟的应力型时域人工边界条件及其应用[D];北京工业大学;2009年
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1 陈一;南水北调中线穿黄工程北岸竖井内弯管三维抗震分析[D];同济大学;2007年
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1 曾筝,董芳华,陈晓,周宏,周建中;利用MATLAB实现CT断层图像的三维重建[J];CT理论与应用研究;2004年02期
2 肖诗云,林皋,王哲,逯静洲;应变率对混凝土抗拉特性影响[J];大连理工大学学报;2001年06期
3 方驰华;刘宇斌;唐云强;潘家辉;彭丰平;鲁朝敏;鲍苏苏;;胰体尾肿瘤的可视化仿真手术研究[J];南方医科大学学报;2008年06期
4 唐春安,傅宇方,朱万成;界面性质对颗粒增强复合材料破坏模式影响的数值模拟分析[J];复合材料学报;1999年04期
5 王宝庭,宋玉普,张燕坤;基于刚体─弹簧模型的混凝土微裂纹行为模拟[J];工程力学;1999年02期
6 吕培印,宋玉普,侯景鹏;一向侧压混凝土在不同加载速率下的受压试验及其破坏准则[J];工程力学;2002年05期
7 杨强,程勇刚,张浩;基于格构模型的岩石类材料开裂数值模拟[J];工程力学;2003年01期
8 侯艳丽;周元德;张楚汉;;用3D离散元实现Ⅰ/Ⅱ型拉剪混合断裂的模拟[J];工程力学;2007年03期
9 刘胜;韩德韬;;胸腰椎不稳定骨折前后路短节段内固定有限元生物力学研究[J];中国骨与关节损伤杂志;2008年10期
10 黎保琨,彭一江;碾压混凝土试件细观损伤断裂的强度与尺寸效应分析[J];华北水利水电学院学报;2001年03期
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1 尚岩;大体积混凝土材料静、动力学性能数值模拟[D];河海大学;2004年
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4 邹文远;;主动脉弓离断的CT诊断价值[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
5 赵起;邵成伟;左长京;;胃间质瘤多层螺旋CT表现及其与病理对照[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
6 史河水;蒋南川;李欣;吴爱兰;韩萍;刘永华;田志梁;;肺硬化性血管瘤的CT诊断与鉴别诊断[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
7 邹文远;石思李;李胜;;肝血管瘤的CT表现与临床分析[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
8 王绍娟;王智涛;刘钊;;探讨多层螺旋CT在胃肠道间质瘤恶性风险评估中的价值[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
9 马润磊;李正军;王广生;;肾上腺腺瘤的CT平扫鉴别诊断价值评估[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
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1 通讯员 朱盛;嘉兴首次为运河航道照“CT”[N];中国水运报;2008年
2 编译 传说;CT扫描可增加癌症风险[N];医药经济报;2009年
3 王迪;CT市场硝烟中外资变阵[N];医药经济报;2010年
4 本报记者 关媛媛 实习生 徐佳;重大工业CT机为“神七”默默奉献[N];重庆日报;2008年
5 通讯员 贾洪涛;市区出租车牌照全部使用吉CT专用号段[N];四平日报;2009年
6 武汉大学人民医院副研究员 罗照春;滥用CT易患癌[N];健康报;2010年
7 中山大学附属口腔医院放射科主任 曾东林 整理 梁剑芳;口腔科CT有哪些特点[N];健康报;2010年
8 中国医保商会 曹钢;CT高端需求强劲 贸易逆差1.15亿美元[N];医药经济报;2010年
9 ;确诊胃癌慎用CT检查[N];医药导报;2009年
10 百里 编译;CT检测阑尾炎阳性者,手术为最佳选择[N];医药经济报;2010年
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2 田威;混凝土损伤演化的CT研究及其在细观数值模拟中的应用[D];西安理工大学;2009年
3 贾兴旺;冠状动脉粥样硬化血液生物标志谱与CT影像特征的相关性研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2011年
4 隋昕;三维CT定量评估慢性阻塞性肺病患者肺功能的研究[D];北京协和医学院;2012年
5 汪忠明;基于非局部增强梯度模型的混凝土断裂损伤研究[D];合肥工业大学;2010年
6 邹晓兵;大视场螺旋锥束工业CT的扫描方法与重建算法研究[D];重庆大学;2010年
7 郭威;CT不完全投影数据重建算法研究[D];吉林大学;2011年
8 李林升;基于CT图像边缘提取的工件应力分析及疲劳寿命预测研究[D];重庆大学;2011年
9 李宗剑;基于多尺度几何分析的工业CT图像和体数据特征提取的研究[D];重庆大学;2010年
10 刘锴;急性肺曲霉菌病动物模型建立及肿块型肺真菌病CT影像学特征研究[D];第二军医大学;2011年
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1 付艳乔;颈静脉球与耳蜗位置关系的CT观察[D];广西医科大学;2010年
2 王挺;CT导引经皮穿刺置管引流术治疗复杂腹腔感染86例分析[D];浙江大学;2010年
3 徐魁伟;儿童发育性髋关节脱位股骨前倾角变化规律的三维CT研究[D];中国医科大学;2010年
4 袁玉新;致蛛网膜下腔出血的颅内破裂动脉瘤CT初步研究[D];大连医科大学;2010年
5 宋庆飞;超声造影与增强螺旋CT在肾肿瘤诊断中的对照研究[D];山西医科大学;2010年
6 许志高;尿毒症肺的CT征象分析及其发生与肌酐、尿素、二氧化碳结合力的关系[D];山西医科大学;2010年
7 李锋坦;CT扫描中管电压对辐射剂量和CT值及灌注结果的影响[D];天津医科大学;2010年
8 雷鸣;多层螺旋CT血管造影在骨盆肿瘤治疗中的应用(附11例病例分析)[D];广西医科大学;2011年
9 吴丽卓;不同对比剂使用参数对腹部CT增强图像质量影响的对照研究[D];吉林大学;2011年
10 游勇;多层螺旋CT在孤立性肠系膜上动脉夹层的临床应用[D];广州中医药大学;2011年
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