混凝土梁三點彎曲細(xì)觀數(shù)值試驗.pdf

1、分類號UDC密級學(xué)號博士學(xué)位論文博士學(xué)位論文混凝土混凝土梁三點彎曲三點彎曲細(xì)觀數(shù)值試驗細(xì)觀數(shù)值試驗覃源學(xué)科門類：水工結(jié)構(gòu)工程水工結(jié)構(gòu)工程學(xué)科名稱：工學(xué)指導(dǎo)教師：柴軍瑞柴軍瑞教授教授黨發(fā)寧發(fā)寧教授教授申請日期：2013年5月西安理工大學(xué)博士學(xué)位論文2論文題目論文題目：混凝土混凝土梁三點彎曲細(xì)觀三點彎曲細(xì)觀數(shù)值試驗數(shù)值試驗學(xué)科學(xué)科專業(yè)專業(yè)：水工結(jié)構(gòu)工程水工結(jié)構(gòu)工程研究生：覃源簽名簽名：指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師：柴軍瑞柴軍瑞教授教授簽名簽名：黨發(fā)寧黨

2、發(fā)寧教授教授簽名簽名：摘要對混凝土材料的合理使用是保證工程穩(wěn)定安全的一個重要方面。工程實際當(dāng)中，混凝土材料往往受到多種荷載的共同作用，表現(xiàn)出復(fù)雜的力學(xué)特性，其受力損傷演化過程一直是力學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科的研究熱點之一。本文以混凝土梁三點彎曲試驗為基礎(chǔ)，將混凝土材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)作為研究對象，運用損傷力學(xué)方法，分析了細(xì)觀結(jié)構(gòu)變化、損傷發(fā)展與宏觀裂紋演化、極限彎拉強度之間的關(guān)系。通過軟件的二次開發(fā)，改進(jìn)了數(shù)字混凝土模型，進(jìn)行了多工況數(shù)值試驗，揭示了混

3、凝土材料細(xì)觀非均質(zhì)性、內(nèi)部缺陷等因素對其宏觀力學(xué)性能的影響，主要研究成果如下：（1）基于有限元理論，改進(jìn)了混凝土梁投影網(wǎng)格模型的建立方法，對模型界面單元的厚度進(jìn)行了優(yōu)化，建立了界面厚度小、數(shù)據(jù)量少，便于建模和計算的改良型數(shù)字混凝土模型。（2）對改良型數(shù)字混凝土模型進(jìn)行了多工況數(shù)值試驗，主要包括：加載速率、加載歷史的變化、荷載的共同作用以及細(xì)觀結(jié)構(gòu)的改變。得到了在不同工況下細(xì)觀損傷和破壞的特點，位移、應(yīng)力和應(yīng)變的分布規(guī)律，以及與宏觀裂紋演

4、化、極限彎拉強度之間的關(guān)系，并通過數(shù)值方法量化了分析結(jié)果。（3）提出了混凝土材料內(nèi)部缺陷的建立思路，通過自編程序生成了材料內(nèi)部缺陷，建立了缺陷混凝土梁模型，并進(jìn)行了多工況數(shù)值試驗。分析了不同加載速率和不同加載歷史條件下，內(nèi)部缺陷對試件細(xì)觀和宏觀力學(xué)性能的影響，并與聲發(fā)射試驗和改良型混凝土模型的分析結(jié)果相比較，發(fā)現(xiàn)缺陷混凝土模型的數(shù)值試驗結(jié)果更加接近實際。（4）分析了混凝土CT試驗中遇到的問題，對比了靜力和動力壓縮試驗中試件細(xì)觀損傷對宏觀