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《大连理工大学》 2011年
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混凝土楔入劈拉断裂的能量变化分析研究

张华  
【摘要】:混凝土是一种多相复合材料,因其方便取材、适用性强、耐久性好等优点,被广泛应用于实际工程中。由于混凝土材料的复杂性,在制作、施工以及使用等一系列过程中难免会出现一些微小的裂缝或者其他缺陷,这些裂缝或者缺陷会在某种应力状态下逐渐扩展,并最终造成构件的断裂破坏。为更好地掌握混凝土断裂破坏的全过程,国内外学者进行了大量的试验和研究,揭示出很多有关混凝土材料裂缝扩展及能量消耗等方面的规律。但是任何单一的试验和研究都无法完全地展示混凝土的断裂性能,本文以楔入劈拉实验为基础,从试验验证、理论分析、数值模拟三个方向开展了以下的研究工作: (1)介绍了目前常用的混凝土断裂试验方法,分析采用楔入劈拉法测试混凝土断裂性能的优越性。制备了五组相同试件高度不同逢高比(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6)和四组相同逢高比不同试件高度(200mm、300mm、400mm、500mm)总共80个试件,测定其荷载—裂缝张开位移曲线,并将其试验结果进行分析。 (2)通过引入局部断裂能这一重要的能量参数,运用试验结果,对混凝土断裂过程中的能量消耗进行了分析。通过已定的混凝土软化曲线,给出了裂缝扩展长度方向上的局部断裂能分布,进而求出了裂缝扩展量上的平均能耗以及它们随断裂过程区变化的趋势。 (3)借助大型的有限元分析软件ABAQUS,采用混凝土损伤塑性模型对楔入劈拉试件进行数值模拟,直观地了解混凝土开裂的全过程,并将数值计算结果和已有的试验结果进行对比分析,验证模型的可行性和参数选取的合理性,并指出了模型存在的不足。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O346.1

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