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混凝土及其强韧化材料的失效分析

薛明琛  
【摘要】:混凝土尤其是钢纤维混凝土是土木工程中应用非常广泛的工程材料,但我国的混凝土和纤维混凝土的应用和性能研究还远不及欧美等发达国家,而且也不能满足实际工程的需要。根据这种现状,本文在基于断裂力学和损伤力学理论的基础上,主要进行了以下几个方面的研究工作: (1)刚性基底与混凝土路面板之间的层间裂缝在温度影响和压力作用下会继续开展,针对这一情况,建立了裂缝分析模型,并对其失效行为进行分析,计算出裂缝尖端的能量释放率。 (2)针对纤维混凝土在拉伸情况下的损伤模型,在分析了Loland损伤模型和Marzars损伤模型的基础上,提出了将Loland模型和Marzars模型修整后的损伤模型运用到纤维混凝土中,并导出了应力-应变全曲线方程。 (3)混凝土特别是钢纤维混凝土材料的断裂性能是重要的力学指标。利用ANSYS对剪切实验模型进行数据模拟分析,根据模拟情况,设计了混凝土和钢纤维混凝土的剪切实验模型并进行了实验。除此以外,还做了素混凝土和钢纤维混凝土的三点弯曲实验、双悬臂梁实验。 通过对三点弯曲、剪切和双悬梁的实验研究,寻找到影响钢纤维混凝土各项性能指标的因素以及各项指标与诸因素的关系,探讨并计算了混凝土及钢纤维混凝土试件的裂缝尖端的能量释放率G应力强度因子K。


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