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预测混凝土断裂参数的最佳拟合成熟度法

水力发电学报 2022年第2期41卷 92-101页

作者：米正祥李庆斌胡昱长安大学公路学院西安710064 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

为了准确预测变温环境下混凝土的断裂参数,分析了混凝土各断裂参数所对应的活化能随龄期的变化规律,提出了预测混凝土断裂参数的最佳拟合成熟度法,验证了所提方法的合理性,讨论了断裂参数预测精度对活化能和基准温度的敏感性。研究结果... 详细信息

为了准确预测变温环境下混凝土的断裂参数,分析了混凝土各断裂参数所对应的活化能随龄期的变化规律,提出了预测混凝土断裂参数的最佳拟合成熟度法,验证了所提方法的合理性,讨论了断裂参数预测精度对活化能和基准温度的敏感性。研究结果表明:不同断裂参数对应的活化能不相等、给定断裂参数在不同发展阶段的活化能不相等、由不同温度范围所确定的活化能也不相等;应用最佳拟合法确定的活化能(或基准温度)能够准确地预测混凝土各断裂参数;最佳拟合活化能(或基准温度)随温度范围和断裂参数的变化而变化,没有唯一或固定的最佳活化能(或基准温度)可用于预测不同温度下混凝土的断裂属性。

关键词：混凝土最佳拟合成熟度法断裂参数养护温度活化能

含裂纹岩石巴西圆盘试件在冲击载荷下断裂参数的有限元计算

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岩石力学与工程学报 2007年第A1期26卷 2779-2785页

作者：曾祥国王清远姚杰李建军四川大学建筑与环境学院四川成都610065 重庆大学资源与环境科学学院重庆400044

采用LS-DYNA有限元软件,对含中心裂纹的岩石巴西圆盘试件在冲击压缩荷载作用下的变形过程进行数值分析。基于虚拟裂纹闭合技术,提出在冲击载荷作用下裂纹结构能量释放率和动态应力强度因子的计算方法,得到巴西盘试件的能量释放率和应力... 详细信息

采用LS-DYNA有限元软件,对含中心裂纹的岩石巴西圆盘试件在冲击压缩荷载作用下的变形过程进行数值分析。基于虚拟裂纹闭合技术,提出在冲击载荷作用下裂纹结构能量释放率和动态应力强度因子的计算方法,得到巴西盘试件的能量释放率和应力强度因子与时间的关系曲线,并给出不同冲击速率对该曲线的影响。对含中心裂纹的岩石巴西盘试件在冲击压缩荷载作用下I型断裂参数与II型断裂参数的时间历程曲线进行比较。计算结果表明:在相同冲击速度下,在同一时刻II型断裂参数的数值比I型断裂参数小几个量级,含中心裂纹的巴西盘试件可作为I型断裂模型处理。

关键词：岩石力学虚拟裂纹闭合法断裂参数巴西圆盘动态冲击数值模拟

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重组竹横向准脆性断裂的断裂参数

复合材料学报 2020年第6期37卷 1466-1475页

作者：谢鹏刘问胡雨村孟鑫淼张涵政北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持国家林业局重点实验室北京100083

重组竹是一种可再生的绿色建筑结构复合材料,具有结构致密均匀、力学性能高强稳定、尺寸因需而定、原材料利用率高等特点,在工程应用方面前景广阔。为研究重组竹横向准脆性断裂的断裂参数,对不同尺寸重组竹单边缺口(SEN)试样进行三点弯... 详细信息

重组竹是一种可再生的绿色建筑结构复合材料,具有结构致密均匀、力学性能高强稳定、尺寸因需而定、原材料利用率高等特点,在工程应用方面前景广阔。为研究重组竹横向准脆性断裂的断裂参数,对不同尺寸重组竹单边缺口(SEN)试样进行三点弯曲断裂试验,基于边界效应模型(BEM),引入平均粒径G这一重要的细观结构参量,建立重组竹细观结构与宏观力学性能之间的关系,由试验得到的峰值荷载Pmax计算重组竹横向准脆性断裂的断裂参数,包括抗拉强度ft和断裂韧度KIC。经正态分布分析得到重组竹断裂参数均值μf和μK,且在具有96%可靠性范围几乎覆盖了全部试验离散点,结果如下:ft=μf=216.36 MPa,KIC=μK=16.76 MPa·m1/2。并利用实验室常规尺寸试样预测重组竹断裂参数,与试验结果之间的误差仅为3.17%。此外,随着重组竹试样缝高比α的增加,其断裂参数先增大后减小。

关键词：重组竹断裂参数准脆性断裂边界效应模型尺寸效应

现场浇筑大坝混凝土断裂参数与等效成熟度关系研究

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水利学报 2015年第8期46卷 951-959页

作者：管俊峰李庆斌吴智敏赵顺波华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450011 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

不同时段浇筑的大坝混凝土处于不同的外界环境条件,即对应于不同的温度、龄期及养护条件。因此,确定现场浇筑大坝混凝土的真实断裂特性,须考虑外界环境条件不同对其的影响。本文提出"等效成熟度"的概念,研究确定现场浇筑大坝混凝土的断... 详细信息

不同时段浇筑的大坝混凝土处于不同的外界环境条件,即对应于不同的温度、龄期及养护条件。因此,确定现场浇筑大坝混凝土的真实断裂特性,须考虑外界环境条件不同对其的影响。本文提出"等效成熟度"的概念,研究确定现场浇筑大坝混凝土的断裂参数与等效成熟度的关系。结合大坝施工现场浇筑的不同龄期试件的断裂试验成果,分析了等效温度对大坝混凝土"断裂韧度-等效成熟度"关系的影响规律,进而给出了大坝混凝土"断裂韧度-等效成熟度"的合理关系式。结果表明,采用大坝混凝土28 d龄期内的平均气温作为等效温度,可得到较好的"断裂韧度-等效成熟度"相关关系。研究成果可为求取大坝混凝土任意时刻的真实断裂参数提供依据。

关键词：大坝混凝土现场浇筑断裂参数试件龄期外界环境温度等效成熟度等效温度

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粗骨料体积含量对混凝土断裂参数的影响

工程力学 2013年第3期30卷 191-197,205页

作者：韩宇栋张君高原清华大学结构安全与耐久教育部重点实验室清华大学土木工程系北京100084

该文采用尺寸为100mm×100mm×400mm预切口梁的三点弯曲试验得到P-CMOD曲线,采用基于粘性裂纹模型的逆分析方法导出混凝土的抗拉软化关系(σ-w曲线),借此重点研究了粗骨料体积含量对3个系列水胶比(0.62、0.43、0.3)混凝土力学性质和断... 详细信息

该文采用尺寸为100mm×100mm×400mm预切口梁的三点弯曲试验得到P-CMOD曲线,采用基于粘性裂纹模型的逆分析方法导出混凝土的抗拉软化关系(σ-w曲线),借此重点研究了粗骨料体积含量对3个系列水胶比(0.62、0.43、0.3)混凝土力学性质和断裂参数的影响。保持混凝土水胶比以及砂浆组成不变,仅增加配合比中粗骨料含量,三种水胶比混凝土的抗压强度、抗弯强度、开裂强度、抗拉强度均随之增大,中高水胶比(0.43、0.62)混凝土的断裂能则随之增大,低水胶比(0.3)混凝土的断裂能先增大后减小。增加粗骨料体积含量,高水胶比(0.62)混凝土的特征长度逐渐增大,延性变好;中低水胶比(0.43,0.3)混凝土的特征长度变化则很小,基本保持常数;但低水胶比(0.3)混凝土的特征长度明显小于中高水胶比(0.62,0.43)混凝土的值,脆性特征突出。

关键词：混凝土骨料含量水胶比断裂参数三点弯曲试验

混凝土断裂参数厚度尺寸效应的定量表征与机理分析

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土木工程学报 2017年第5期50卷 57-71页

作者：徐世烺熊松波李贺东吕瑶浙江大学高性能建筑结构与材料研究所浙江杭州310058

该文主要研究混凝土断裂参数的厚度尺寸效应,所进行的断裂试验属于国际材料与结构试验室联合会(RILEM)TC265-TDK委员会为制定双K断裂参数国际通用规范开展的国际联合试验的一部分。通过5组(共计29根)不同厚度(100~300mm)普通混凝土梁的... 详细信息

该文主要研究混凝土断裂参数的厚度尺寸效应,所进行的断裂试验属于国际材料与结构试验室联合会(RILEM)TC265-TDK委员会为制定双K断裂参数国际通用规范开展的国际联合试验的一部分。通过5组(共计29根)不同厚度(100~300mm)普通混凝土梁的标准三点弯曲试验,测定了双K断裂韧度KiniIc和KunIc、断裂能GF、特征长度lch等相关断裂参数,并用归一化(无量纲化)方法定量表征了各断裂参数随试件厚度的变化规律。进一步地,基于国内现行《水工混凝土断裂试验规程》(DL/T 5332—2005)中的线弹性断裂韧度计算公式、Weibull尺寸效应理论以及混凝土多轴强度理论,分析了试验所呈现的厚度尺寸效应特征。试验结果和理论分析表明,混凝土各断裂参数均不存在明显的厚度尺寸效应,且各参数的结论可以互相印证。

关键词：混凝土断裂参数试件厚度尺寸效应 Weibull尺寸效应理论

基于半圆弯曲试验的沥青混合料断裂参数主曲线研究

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珠江水运 2022年第3期 56-58页

作者：吕纪伟中国铁建投资集团有限公司

半圆弯曲试验作为评价沥青混合料的抗裂性能的一种重要手段,其断裂试验指标随试验参数的变化规律尚未明确,限制了其在抗裂性能评价领域的进一步发展。本文通过开展不同温度以及加载速率下的半圆弯曲断裂试验,分析了温度和加载速率对弯... 详细信息

半圆弯曲试验作为评价沥青混合料的抗裂性能的一种重要手段,其断裂试验指标随试验参数的变化规律尚未明确,限制了其在抗裂性能评价领域的进一步发展。本文通过开展不同温度以及加载速率下的半圆弯曲断裂试验,分析了温度和加载速率对弯拉强度、峰前能量、峰后能量以及峰值位移的影响,并建立了各指标与加载速率的主曲线。结果表明,在大变形乃至破坏极限条件下,温度和加载速率之间满足时温等效原理。弯拉强度和峰前能量随加载速率的变化曲线均可用Sigmoidal曲线进行拟合,在相同加载速率下,温度越低,弯拉强度和峰前能量越大;峰后能量随加载速率先增大后减小,可用分段Sigmoidal曲线进行拟合。

关键词：半圆弯曲试验沥青混合料断裂参数主曲线

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基于复合梁的钢桥面铺装断裂参数数值模拟

武汉理工大学学报 2011年第12期33卷 65-69页

作者：陈春红钱振东常州大学环境与安全工程学院常州213164 东南大学智能运输系统研究中心南京210096

基于桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论,引入J积分并建立复合梁三点弯曲试验数值模型,研究了温度和初始缝高比对其断裂特性的影响。研究分析可得,随切口深度的增加,梁启裂、失稳时的J积分和裂纹的亚临界扩展量逐渐降低,启裂Jini的降低... 详细信息

基于桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论,引入J积分并建立复合梁三点弯曲试验数值模型,研究了温度和初始缝高比对其断裂特性的影响。研究分析可得,随切口深度的增加,梁启裂、失稳时的J积分和裂纹的亚临界扩展量逐渐降低,启裂Jini的降低幅度比失稳扩展Jmax小;复合梁的Jini、Jmax和裂缝亚临界扩展长度随着环氧沥青混凝土的模量增大而变小。研究可为桥面铺装的抗裂设计提供依据,并为铺装结构的裂缝修补时机研究提供思路和参考。

关键词：复合梁虚裂缝扩展数值模拟断裂参数

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玄武岩纤维路面混凝土断裂参数实验研究

公路 2017年第12期62卷 249-254页

作者：王荣胡昌斌武夷学院土木与建筑工程学院武夷山市354300 福州大学土木工程学院福州市350001

为探讨玄武岩纤维对水泥混凝土路面断裂参数的影响,以双K模型为理论依据,对4组不同配合比的水泥混凝土路面试块,在7d龄期进行了楔入劈拉实验,得到了FH^V曲线及断裂参数(起裂韧度及失稳韧度),并与相关文献进行了值域对比。结果表明:玄武... 详细信息

为探讨玄武岩纤维对水泥混凝土路面断裂参数的影响,以双K模型为理论依据,对4组不同配合比的水泥混凝土路面试块,在7d龄期进行了楔入劈拉实验,得到了FH^V曲线及断裂参数(起裂韧度及失稳韧度),并与相关文献进行了值域对比。结果表明:玄武岩纤维水泥混凝土路面FH^V曲线在裂纹未扩展、稳定扩展和失稳扩展三个阶段,呈现明显不同的特征。玄武岩纤维掺量从0增加到2.0kg/m^3,起裂韧度及失稳韧度分别由0.472MPa·m^(1/2),0.953 MPa·m^(1/2)提升至0.757 MPa·m^(1/2),1.453 MPa·m^(1/2)。玄武岩纤维的掺入有效提高了混凝土的断裂性能,但若增加纤维以提高断裂韧度为目的时,建议纤维的最优掺量为1.5kg/m^3。玄武岩纤维与碳纤维对断裂韧度的增益效果相当时,经济效果明显优于碳纤维。

关键词：玄武岩纤维混凝土断裂性能断裂参数断裂韧度