本文選題：混凝土 + 損傷　； 參考：《河北工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：混凝土的裂縫問(wèn)題一直是土木、水利科學(xué)技術(shù)界和工程界極為關(guān)心的課題�；炷亮芽p的產(chǎn)生是損傷演化到一定程度的結(jié)果,在斷裂過(guò)程中,損傷與斷裂相互耦合。因此,研究混凝土的損傷斷裂特性,首先應(yīng)弄清楚其損傷斷裂機(jī)理。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金(51309073)對(duì)混凝土裂縫斷裂及損傷問(wèn)題進(jìn)行深入研究,提出了混凝土損傷本構(gòu)模型,采用理論分析及試驗(yàn)方法對(duì)混凝土裂縫損傷斷裂過(guò)程進(jìn)行了研究。論文的主要工作及結(jié)論如下:1、本文基于對(duì)幾種典型混凝土損傷本構(gòu)模型的分析比較及混凝土損傷理論,提出了一種新的混凝土損傷本構(gòu)模型,并通過(guò)實(shí)例與已有損傷模型進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了本文模型的正確性及有效性。2、本文基于williams級(jí)數(shù)展開式縫尖漸近解,推導(dǎo)了混凝土縫尖斷裂過(guò)程區(qū)長(zhǎng)度的計(jì)算公式及線彈性狀態(tài)與損傷狀態(tài)下I型裂紋縫尖的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng),并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明,裂縫臨界斷裂過(guò)程區(qū)的長(zhǎng)度隨著試件高度及初始縫長(zhǎng)的增大而增大,隨著試件初始縫高比的增大而減小;級(jí)數(shù)展開式的常數(shù)項(xiàng)及若干高階項(xiàng)對(duì)縫尖應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)的影響可以忽略,縫尖的應(yīng)力場(chǎng)可以由奇異項(xiàng)代表的應(yīng)力強(qiáng)度因子控制。3、將本文提出的損傷本構(gòu)模型推廣至混凝土三點(diǎn)彎曲梁試件、緊湊拉伸試件及楔入劈拉試件,計(jì)算三種試件裂縫尖端的損傷值及縫尖的損傷應(yīng)力。結(jié)果表明在峰值荷載作用下三種試件裂縫尖端的損傷程度與外荷載、試件尺寸及初始縫高比均有關(guān)。4、數(shù)字照相量測(cè)技術(shù)是基于物體表面的圖像灰度分析,進(jìn)而獲得觀測(cè)域內(nèi)各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)和變形信息的一種新型觀測(cè)方法。本文采用數(shù)字照相量測(cè)相關(guān)技術(shù)測(cè)量了混凝土三點(diǎn)彎曲梁構(gòu)件在裂縫擴(kuò)展過(guò)程中縫尖各點(diǎn)的應(yīng)變及斷裂過(guò)程區(qū)的長(zhǎng)度等。結(jié)果顯示試件裂縫擴(kuò)展軌跡與斷裂時(shí)的裂縫軌跡吻合良好,且斷裂過(guò)程區(qū)的長(zhǎng)度與理論值比較接近,證明了數(shù)字照相量測(cè)相關(guān)技術(shù)可以用來(lái)測(cè)量混凝土試件斷裂過(guò)程區(qū)長(zhǎng)度。
[Abstract]:The crack problem of concrete has always been a subject of great concern to civil engineering, water science and technology and engineering.The formation of concrete cracks is the result of damage evolution to a certain extent. In the process of fracture, the damage and fracture coupling each other.Therefore, to study the damage and fracture characteristics of concrete, it is necessary to find out the damage and fracture mechanism of concrete.In this paper, combined with the National Natural Science Foundation of China 51309073, the fracture and damage of concrete cracks are deeply studied, and the damage constitutive model of concrete is put forward, and the process of crack damage and fracture of concrete is studied by theoretical analysis and test method.The main work and conclusions are as follows: 1. Based on the analysis and comparison of several typical concrete damage constitutive models and concrete damage theory, a new concrete damage constitutive model is proposed in this paper.The validity and validity of the model are verified by comparing the model with the existing damage model. The asymptotic solution of the crack tip based on the williams series expansion is presented in this paper.The formula for calculating the length of fracture process zone of concrete joint tip and the displacement field and stress field of mode I crack tip under linear elastic state and damage state are derived and verified by an example.The results show that the length of critical fracture zone increases with the increase of specimen height and initial fracture length, and decreases with the increase of initial fracture height ratio.The effect of displacement field can be neglected, and the stress field of joint tip can be controlled by the stress intensity factor represented by singular term. The damage constitutive model proposed in this paper is extended to concrete three-point bending beam specimen, compact tensile specimen and wedge splitting tensile specimen.The damage values at the crack tip and the damage stress at the crack tip of the three specimens were calculated.The results show that the damage degree of the crack tip of the three specimens under the peak load is related to the external load, the size of the specimen and the ratio of initial joint height. The digital photography technique is based on the image grayscale analysis of the surface of the object.A new method for obtaining the information of motion and deformation of points in the observational domain is presented.In this paper, the strain of the crack tip and the length of the fracture zone during the crack propagation of the concrete three-point bending beam members are measured by digital photographic correlation technique.The results show that the crack propagation trajectory of the specimen agrees well with the fracture track, and the length of the fracture process zone is close to the theoretical value. It is proved that the digital photographic measurement correlation technique can be used to measure the fracture process zone length of concrete specimen.
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU755.7

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本文編號(hào)：1757993