学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

混凝土循环加卸载率效应特性研究

作　者: 周洪涛
导　师: 彭刚
学　校: 三峡大学
专　业: 结构工程
关键词: 混凝土循环加卸载声发射动态特性损伤变量
分类号: TU37
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 50次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

混凝土结构在使用期间会受到动态荷载的作用，如各类建筑受到地震作用，沿海建筑及海上平台受台风及海浪作用，桥梁及高耸构筑物受地震与风荷载作用等。尽管动态荷载并非时刻作用在结构上，但由于随机性与对结构产生破坏的程度，使动荷载常常成为结构设计中的控制工况。我国是一个多地震国家，具有相当高的地震烈度和频度，在西部工程建设中，地震工况多为结构设计中的控制工况，抗震安全与减灾措施成为工程建设中的关键科学技术问题。现有成果表明，大多数学者对混凝土材料与结构抗震性能研究中的加载方式大多集中在单调快速加载，动态循环加卸载方式下的材料性能研究还有待加强与深入。因此，承受动态循环加卸载的混凝土材料与结构动态特性及抗震性能，成为当前学者们的研究热点，是工程建设中不可回避的的重要课题之一。因此，本文在国家自然科学基金（51279092）的资助下，利用三峡大学自行研发的10MN大型多功能静动力三轴仪对不同强度及不同尺寸的混凝土试件进行了在不同加载速率下的抗压试验，利用声发射技术对混凝土加载破坏过程进行了实时监测。通过对力学试验数据的分析，得到了不同加载速率下混凝土动态性能的变化规律；利用声发射试验数据，对混凝土损伤破坏全过程进行了破坏形态与损伤机理分析；基于数理统计理论建立了混凝土动态损伤本构模型，并对本构模型中的相关参数与加载速率间的相关性及其变化规律进行了研究。本文具体工作内容及研究结论主要有以下几方面。（1）针对不同尺寸（150mm、300mm、450mm立方体）、不同强度等级（C15、C30）的混凝土试件，在不同加载速率（10-5～2.5×10-2/s）作用下进行了动态循环加卸载压缩试验，对峰值应力、峰值应变、弹性模量等物理力学参数的变化规律进行了统计分析，进而研究了混凝土材料在循环加卸载状态下基本物理力学参数的率效应特性。（2）首次对不同尺寸及不同强度等级的混凝土试件在不同加载速率下循环加卸载压缩试验时的刚度退化、累积残余塑性应变的变化规律进行了分析，进而研究了混凝土材料在循环加卸载状态下的刚度退化与累积残余塑性应变的率效应特性。（3）首次构建了不同尺寸及不同强度等级的混凝土试件在不同加载速率下的应力与应变在时间轴上与同步声发射参数之间的对应关系，在此基础上探索了混凝土在损伤破坏全过程中的能量释放特性，分析了能量释放特性随加载速率变化而变化的规律，进而基于声发射技术研究了混凝土材料损伤演化与破坏过程的率效应特性。（4）首次发现了“随加载速率的提高，峰后循环次数逐渐减少”的物理现象，并利用本文构建的“基于声发射数的损伤定量描述方法”，对循环加卸载下的混凝土动态损伤过程进行了定量描述，从能量原理与损伤力学两个层面提示了这一现象的内在机理与力学原理，为后续构建“基于损伤力学的混凝土动态强度理论”奠定了坚实基础。（5）首次构建了基于Weibull统计理论的混凝土材料动态损伤率型本构模型，并对模型中的材料参数进行了拟合分析。结果表明，该数学模型能较好地表述混凝土动态压缩过程中的率效应特性，同时也能较好地描述材料在不同加载速率下的峰前强度硬化与峰后应变软化特性。

混凝土循环加卸载率效应特性研究

内容摘要

全文目录

相似论文