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混凝土多轴强度与破坏准则

作　者: 陈元江
导　师: 王万祯
学　校: 兰州理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 多轴强度破坏准则拉伸子午线压缩子午线轻骨料混凝土
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文主要研究和探讨了混凝土的多轴强度与破坏准则,包括普通混凝土和轻骨料混凝土。混凝土是工程中广泛使用的一种建筑材料,其力学特性的研究对充分发挥材料强度,提高设计水平,降低工程造价具有十分重要的意义。实际的混凝土结构中,结构与构件都处于明显的多轴应力状态。目前,已提出的混凝土在复杂应力状态下强度准则有以下特点。首先极限强度面是一个连续、光滑、外凸的曲面；其次,当假定混凝土在破坏前是各向同性的,则极限强度面在偏平面上的强度包络线具有三重对称性,并且在受拉状态或较小压应力状态(相当于较小的ξ或静水应力值)近似为三角形,随着ξ的增大而越来越接近圆形；第三,拉伸子午线和压缩子午线均为开口、外凸的曲线,二者与静水应力轴仅有一个交点,即三轴等拉点。可以看出,目前已有的破坏准则有明显的缺点,破坏包络面为是开口的,随着静水压力的增大,其抗压强度一直处于上升,并且拉、压子午线的交点不连续。这些都与实际情况不符。本文建议在三轴等压即静水压力下,混凝土也应该能够屈服,其破坏面应该也是一个封闭、连续、外凸的曲面。相对于普通混凝土,轻骨料混凝土的研究和应用相对较晚,但由于其具有密度小、强度高、保温隔热、耐火、抗震性能好等特点,因此得到了快速的发展并在工程领域得到广泛的应用。与普通混凝土破坏面仅与静水应力轴拉端相交,为开口的特征截然不同,在高压应力区轻骨料混凝土的拉、压子午线相交,极限强度面为一闭合的空间曲面。因为混凝土材料本身也是一种岩土类材料,二者不应有定性上的不同。混凝土的破坏也具有岩土类材料屈服与破坏的一般特性。所以可以参考岩土类材料的破坏准则,建议适合混凝土的强度破坏准则。本文借鉴岩土类材料的破坏准则模型,建议了针对轻骨料混凝土的蛋形破坏面模型。并且通过与轻骨料混凝土实验数据的对比,验证了该蛋形破坏模型的精度。

全文目录

目录  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
第一章绪论  9-18
  1.1 前言  9-10
  1.2 岩土类材料的强度与破坏准则的发展  10-11
  1.3 混凝土的多轴强度与破坏准则的发展  11-17
    1.3.1 国外研究成果概述  12-14
    1.3.2 国内研究成果概述  14-17
  1.4 本文的研究内容  17-18
第二章普通混凝土的多轴强度与破坏准则  18-42
  2.1 混凝土多轴试验方法介绍  18-20
  2.2 混凝土多轴强度与破坏准则  20-39
    2.2.1 混凝土强度和变形的一般规律  20-28
    2.2.2 混凝土典型的破坏形态  28-31
    2.2.3 破坏准则  31-39
  2.3 对破坏准则中存在的问题的讨论  39-41
  2.4 本章小结  41-42
第三章轻骨料混凝土的多轴强度与破坏准则  42-58
  3.1 轻骨料混凝土的特点  42-43
  3.2 轻骨料混凝土的强度与破坏准则  43-52
    3.2.1 轻骨料混凝土的破坏特点  43-45
    3.2.2 现有的一些轻骨料混凝土的破坏准则  45-52
  3.3 轻骨料混凝土的蛋形破坏面模型  52-56
    3.3.1 破坏面拉、压子午线方程  52-54
    3.3.2 偏平面破坏包络线  54
    3.3.3 轻骨料混凝土蛋形破坏面参数量化及精度验证  54-56
  3.4 本章小结  56-58
结论  58-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  64

混凝土多轴强度与破坏准则

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