超高强高性能混凝土随机损伤本构关系研究

摘要

混凝土材料由于具有原料丰富、耐久性好等优点，在建筑结构中得到广泛的应用。与钢材等各向同性均质材料不同，混凝土作为一种复合材料具有多相性、多孔性和非均质性，在宏观上反映为其力学性能的离散性和随机性，对建筑结构的受力性能及抗震性能产生的影响较为复杂。相对于普通混凝土，高强高性能混凝土中水泥浆强度较大，甚至与骨料强度相当。所以高强高性能混凝土脆性较强，也可认为其均匀性较强，其力学性能随机性和离散性减弱。针对混凝土材料的上述力学性能，本文进行了如下研究：
　　 配制了三组不同强度的超高强高性能混凝土，分析了水泥标号、胶凝材料种类、粗骨科级配、砂率、减水剂以及水胶比等参量对混凝土力学性能的影响。对3组共15个超高强高性能混凝土试件进行了单轴受压试验，分析了超高强高性能混凝土受压的损伤机理及组成材料对损伤性能的影响；对受压损伤过程中的掸性模量进行了阶段性检测。将损伤指数定义为损伤破坏过程中混凝土弹性模量的变化量与初始弹性模量的比值。基于试验所得损伤指数变化规律，建立了双参数函数以反映混凝土损伤演化发展规律。基于Yu Liu的弹簧摩擦块模型和李杰的弹簧模型，建立了混凝土随机损伤细观模型。该模型由两个弹簧、一个滑移块及摩擦块组成。运用能量守恒原理，建立了超高强高性能混凝土(UHSHPC)及普通混凝土的静力单轴受拉随机损伤本构关系。在上述细观模型中引入质量块，建立了UHSHPC和普通混凝土动力损伤细观模型，进而建立了UHSHPC和普通混凝土单轴拉压动力随机损伤本构关系。与试验结果及其它研究结果对比表明，本文所提出的一系列损伤本构模型能够较为准确地反映混凝土的损伤演化规律。
　　 本研究为超高强高性能混凝土的应用提供了一定的理论基础，有助于工程技术人员对混凝土内部组份之间的作用机理进行认识和理解，将为进一步研究混凝土在多轴应力作用下的力学性能提参考。

目录

1 绪论

2 超高强高性能混凝土的试验研究

3 混凝土损伤本构模型的分析

4 超高强高性能混凝土随机损伤本构关系研究

5 结论与展望

致谢

参考文献

附录

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