混凝土断裂能和双K断裂参数的试验研究

摘要

本文的工作就是利用物理试验来研究试件尺寸和缝高比a<,0>/h对混凝土断裂能G<,F>和双K断裂参数即起裂断裂韧度K<,Ic><'ini>、失稳断裂韧度K<,Ic><'un>的影响规律及其尺寸效应.经过多组试验数据的处理和分析,作者得到如下的一些结论,其中一些与以往的结论有所不同:1.采用不同尺寸的标准三点弯曲梁试件,研究试件的尺寸对混凝土断裂能G<,F>的影响,结果表明,混凝土断裂能G<,F>是一个与试件高度无关的常数,不随试件尺寸的变化而变化,不具有尺寸效应.2.对于由不同缝高比的三点弯曲梁试件所量测的荷载-加载点位移(P-δ)曲线计算所得断裂能G<,F>几乎是一个常数,不受缝高比的影响.3.采用不同尺寸的三点弯曲梁试件,研究试件尺寸对混凝土双K断裂参数的影响,结果表明,随着试件尺寸的增大,起裂断裂韧度K<,Ic><'ini>和失稳断裂韧度K<,Ic><'un>均有所增加,具有尺寸效应;裂缝亚临界扩展量△a<,c>和临界裂缝尖端张开位移CTOD<,c>随试件尺寸的增加而增加.4.对于不同缝高比的三点弯曲梁试件,其起裂断裂韧度K<,Ic><'ini>和失稳断裂韧度K<,Ic><'un>几乎是一个常数,基本不随缝高比的变化而变化;裂缝亚临界扩展量△a<,c>和临界裂缝尖端张开位移CTOD<,c>随初始缝高比的增加而减小.5.对于三点弯曲梁试件,运用不同的应力方程表达式计算出的起裂断裂韧度K<,IC><'ini>的值是不同的,有一定的差异.

目录

文摘

英文文摘

1概论

1.1断裂力学的产生与发展过程

1.1.1断裂力学的产生

1.1.2断裂力学的发展

1.2混凝土断裂力学的发展现状

1.2.1混凝土线弹性断裂力学

1.2.2混凝土非线性模型

1.2.3混凝土双K断裂准则

1.2.4混凝土断裂能GF的研究

1.3本文主要研究内容

2试验手段与方法

2.1试件的制作

2.2加载设备及试验测点的布置

2.2.1加载设备

2.2.2试验测点的布置

2.3数据采集系统

2.3.1 A/D采集卡

2.3.2数据采集方式和标定方法

2.4试验过程

3试验数据的降噪处理

3.1传统降噪算法

3.1.1 Fourier滤波方法

3.1.2 Savitzky-Golay滤波方法

3.2小波分析理论

3.2.1连续小波变换

3.2.2二进小波(Dyadic Wavelet)

3.2.3框架与离散小波

3.2.4多分辨分析(Multi-Resolution Analysis、MRA)

3.3常用小波函数简介

3.3.1 Haar小波

3.3.2 Daubechies小波

3.3.3 Symlets小波

3.3.4 Coiflet小波

3.4小波降噪

3.4.1算法简介

3.4.2程序视图

3.4.3分析效果对比

4混凝土断裂能及其尺寸效应

4.1引言

4.2基于虚拟裂缝模型的混凝土断裂能GF原理及测定方法

4.2.1虚拟裂缝模型

4.2.2基于虚拟裂缝模型的混凝土断裂能GF原理及测定方法

4.3混凝土断裂能GF及其尺寸效应

4.3.1试件尺寸对混凝土断裂能GF的影响

4.3.2试件初始缝高比对混凝土断裂能GF的影响

4.4小结

5混凝土双K断裂参数及其尺寸效应

5.1引言

5.2基于虚拟裂缝模型的砼双K断裂参数及其计算方法

5.2.1有效裂缝长度ac的计算

5.2.2临界裂缝尖端张开位移CTOD。的计算

5.2.3混凝土应变软化曲线

5.2.4约束闭合力引起的临界应力强度因子KcIC的计算

5.2.5双K断裂参数KiniIc和KunIc的计算

5.3混凝土双K断裂参数及其尺寸效应

5.3.1试件尺寸对混凝土双K断裂参数的影响

5.3.2试件初始缝高比对混凝土双K断裂参数的影响

5.4小结

结 论

主要结论

研究前景与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢

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