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混凝土双K断裂参数及其尺寸效应

作　者: 刘佳毅
导　师: 徐世烺；吴智敏
学　校: 大连理工大学
专　业: 建筑结构工程
关键词: 混凝土 断裂 断裂韧度 裂缝 光弹贴片 双K断裂参数 断裂能
分类号: TU528.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2000年
下　载: 305次
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内容摘要


随着结构分析、试验手段及设计方法的日益发展，混凝土断裂机理的研究已得到了广泛的重视。本文作为国家杰出青年自然科学基金资助项目的课题之一，主要进行以下几个方面的研究： 1．采用光弹性贴片法直观地获得并分析研究了最大尺寸为1400×1400×200mm3、缝高比为0.4的混凝土楔入劈拉试件预制裂缝的起裂、稳定扩展直至失稳破坏整个全过程的完整且直观的观测结果。同时，运用实测裂缝亚临界扩展量Δαc、最大荷载Pmax等值，确定混凝土双K断裂参数及临界裂缝尖端张开位移CTODc。研究结果表明，在实验范围内，混凝土起裂断裂韧度K（?）没有尺寸效应；当试件高度h≥600mm时，混凝土失稳断裂韧度K（?）基本上没有尺寸效应；而临界裂缝尖端张开位移CTODc总体上仍存在尺寸效应。 2．采用上述混凝土楔入劈拉试件，运用计算机数据采集系统测得的最大荷载Pmax、临界裂缝口张开位移CMODc以及相关试件尺寸参数、混凝土试件断裂能GF，通过理论分析计算，确定裂缝亚临界扩展量Δαc、混凝土双K断裂参数及临界裂缝尖端张开位移CTODc。研究结果表明，试件高度h≥800mm时，断裂能GF可以认为不具有尺寸效应；考虑试件断裂能GF的双K断裂参数，即起裂断裂韧度K（?）和失稳断裂韧度K（?），没有尺寸效应；临界裂缝尖端张开位移CTODc的理论值可以认为是一个不随试件尺寸变化的材料常数。 3．将光弹性贴片法实测值同理论分析值逐一进行相应比较，进一步分析裂缝亚临界扩展量Δαc、Δαc/h比值、双K断裂参数以及临界裂缝尖端张开位移CTODc等，验证实测值与理论值的相似性，确定结论的合理性。结果表明，实测计算值与理论计算值比较接近，结果比较理想。但差异也是存在的：对于混凝土起裂断裂韧度K（?），实测值没有尺寸效应，而理论值需满足试件高度h≥800mm才没有尺寸效应；对于失稳断裂韧度K（?），实测值与理论值需满足不同的尺寸条件才呈现出定值趋势，前者要求试件高度h≥600mm，后者要求h≥800mm；对于临界裂缝尖端张开位移CTODc，实测值总体上存在较明显的尺寸效应，而理论值在满足试件高度h≥800mm时，呈现出定值趋势，没有尺寸效应。造成上述两者数值上差异的主要原因在于：①混凝土的非均质特性：②实测计算值中各参数测读的误差；③各理论计算方法之间采用的应力方程表达式、经验公式及拟合模型的差异等等。

全文目录


第一章 混凝土断裂力学概述  9-23
  1．1 断裂力学的产生、发展及现状  9-11
  1．2 混凝土断裂力学  11-19
  1．3 本文主要研究内容  19-21
  参考文献  21-23
第二章 光弹性贴片法研究混凝土裂缝扩展过程  23-59
  2．1 前言  23-24
  2．2 光弹性贴片法概述  24-26
  2．3 试验概况  26-29
  2．4 混凝土楔入劈拉试件的裂缝扩展过程  29-42
  2．5 混凝土裂缝尖端附近应变场分布  42-54
  2．6 混凝土双K断裂参数的试验测定  54-56
  2．7 结论  56-58
  参考文献  58-59
第三章 楔入劈拉法研究混凝土双K断裂参数及其尺寸效应  59-97
  3．1 前言  59-60
  3．2 试验概况  60-66
  3．3 试件尺寸对混凝土名义断裂韧度K_（IC）的影响  66-67
  3．4 楔入劈拉法研究混凝土双k断裂参数及其尺寸效应  67-83
  3．5 计算结果及分析  83-93
  3．6 结论  93-95
  参考文献  95-97
第四章 实测值与理论值的比较分析  97-107
  4．1 前言  97
  4．2 实测值与理论值的比较  97-105
  4．3 结论  105-106
  参考文献  106-107
第五章 主要结论与研究前景  107-112
  5．1 本文工作的主要结论  107-109
  5．2 研究前景  109-111
  参考文献  111-112
攻读硕士学位期间发表及待发表论文  112-113
致谢  113-114

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品 > 一般性问题 > 基础理论
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