文档介绍：早龄期混凝土软化关系的数值分析摘要曲线模型——混合型软化曲线模型,即将软化曲线分为两段表示:前半段用直近年来,早龄期混凝土的研究范围不断拓宽,一些学者对早龄期混凝土采用数值模拟的方法进行断裂研究,但常常限于不能得到确切的混凝土软化本构关系,导致计算结果与试验结果有所差异,这大大阻碍了早龄期混凝土断裂的数值模拟的发展。为了促进早龄期混凝土数值模拟的发展,本文以早龄期混凝土基本力学性能试验及断裂性能试验为基础,并借助于大型通用有限元软件,对早龄期混凝土涂A呀辛耸捣治觯酝ü捣椒ㄈ范ㄔ缌淦诨炷恋娜砘本构关系。具体来讲,本文主要进行了如下几个方面的工作:首先,对早龄期混凝土三点弯曲断裂试验进行数值模拟,得到其主要的力学行为,比如荷载一裂缝开口张开位移撸其次,对已有的软化曲线进行比较分析,分为线性软化曲线ǖハ咝匀化曲线、双线性软化曲线和三线性软化曲线头窍咝匀砘包括指数函数型软化曲线,双曲线函数型软化曲线Mü治龇⑾郑缌淦诨炷恋母骼型软化曲线,其参数取值与一般混凝土基本一致。同时线性软化曲线的初始斜率能较好的控制曲线的荷载峰值,但其下降段却很难与试验值保持一致。由非线性软化曲线函数计算得到的曲线,其下降段的趋势与试验值十分接近,但对其荷载峰值却较难控制。最后,综合线性软化曲线与非线性软化曲线的特点,本文提出一种新的软化线表示以控制荷载峰值,后半段用曲线甘⑺吆表示以更好的模拟下降段。通过与其他软化曲线的计算结果比较,发现混合型软化曲线更能确切的描述混凝土的开裂软化行为。关键词:早龄期混凝土;断裂性能;软化曲线;数值分析;浙江大学硕士论文‘’
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第滦髀课题背景混凝土历史悠久,使用广泛,可以说是地球上使用最广泛的人造材料。从年波特兰水泥问世以来,人们对混凝士的研究就从未间断过。随着材料科学,结构科学的发展以及人们需求的不断提高,高强高性能混凝土以及各种新型混凝土得到了广泛的应用,而对混凝土早龄期性能的研究也越来越受到研究人员和工程技术人员的重视。由于混凝土材料的抗拉强度非常低,混凝土构件在热应力、自收缩、干燥收缩以及外荷载作用下极易产生裂缝,从而在混凝土完全硬化之前,整个结构的耐久性和工作寿命便由于混凝士早龄期阶段产生的各种裂缝而受到严重影响。因此,只有很好的掌握混凝土早龄期的性能发展规律,才可以保证混凝土工程的质爨及耐久性。近年来,早龄期混凝土的研究范围不断拓宽,各种研究机构和学术会议都致力于扩大早龄期混凝土的各方面性能的研究,包括混凝土的凝结、硬化控制,采用非破损方法来测定早龄期混凝土的性能参数,早龄期混凝土的收缩,早龄期混凝土的热力学和化学力学的相互作用等。这些研究多偏重于材料科学方面,而对早龄期混凝土的断裂研究却较少。大量实验已经证明,混凝土受拉达到强度极限后,如果是应变控制加载则不会立即破坏,而是有一段随应变增大而应力下降的曲线,直到达到极限拉伸应变后,材料才破坏【稹M保诜治龌炷罥型裂缝扩展时,人们发现在混凝土裂缝失稳扩展前,其裂缝前缘已经出现了大量的微裂纹区。试验表明,该微裂纹区是一条带状区,混凝土裂缝的扩展总是以该微裂区为“先导”。微裂区的出现必将削弱混凝土裂缝前缘部分材料传递内力的能力,这一现象被称为材料的“软化”。材料软化后,其传递内力的能力与微裂区的“宏观”变形之间存在着某种反比关系,即微裂区发展越充分,其所传递的内力越低。当微裂区扩展宽度达到材料的极限宽度∞保ǖ莸哪诹滴A悖⑼背鱿帧昂旯邸裂缝。基于这一实验以及其它混凝土断裂现象的实验和观察,人们发现混凝±浙江大学硕士论文第一章绪论
栅’的断裂与金属的断裂有以下几个方面不同:诘ブ崂焓笛橹械玫蕉⒁弧昵咝巫床煌6杂诮鹗舳裕αΥ锏屈服后有一屈服平台或略有上升莆G炕;而对混凝土来讲,在应力达到抗拉强度后,可以有随应力减小而应变增大的软化阶段,如图所示。诹逊旒舛饲奈灰瞥〔煌6越鹗衾唇玻逊旒舛饲把赜小ǜ鏊苄区,而在混凝土裂缝扩展前缘则出现一个微裂缝区,此微裂缝区有很多微细裂缝组成。这些微细裂缝仍能传递一定的拉应力,微裂缝的发展直接影响混凝土的断裂性能。诹逊旒舛饲把氐挠αΤ〔煌6越鹗衾唇玻逊旒舛舜Φ挠αΥ锏屈服强度,有一应力平台;而对混凝土裂缝来讲,尖端处应力为零,而应力随离尖端距离增大而上升,如图所示。正由于有以上几点区别,不仅线弹性断裂力学不能适应混凝土断裂分析的需要,而且针对金属材料提出的非线性断裂力学也不完全适用于混凝土。如何描述微裂区中混凝土材料的力学行为,对研究混凝土裂缝的扩展现律将是十分重要的。针对混凝土材料的特点,各国学者提出了不少针对混凝土非线性断裂分析的方法,最具有代表性且应用广泛的便是由瑞典学者首先提出的虚拟裂缝模型現曰炷亮逊旒舛说奈裂缝区进行分析后认为,混凝土材料断裂具有如下