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用三维离散元实现混凝土Ⅰ型断裂模拟

工程力学 2007年第1期24卷 37-43页

作者：侯艳丽张楚汉清华大学水利水电工程系北京100084

为了进行从连续介质到非连续介质转化的数值模拟,实现结构破坏全过程的仿真分析,本文基于三维变形体离散元法,分别采用弥散的旋转裂缝模型和分离裂缝模型分析了混凝土、岩石等准脆性材料的受拉开裂行为。通过单轴拉伸算例和对比三点弯... 详细信息

为了进行从连续介质到非连续介质转化的数值模拟,实现结构破坏全过程的仿真分析,本文基于三维变形体离散元法,分别采用弥散的旋转裂缝模型和分离裂缝模型分析了混凝土、岩石等准脆性材料的受拉开裂行为。通过单轴拉伸算例和对比三点弯梁试验的数值计算与试验结果,说明在确定的断裂能情况下,两种断裂模型均能够合理预测结构的荷载位移响应;并且基于离散单元法的分离裂缝模型不仅可以获得裂缝开裂过程荷载位移全曲线,而且可以实现系统部分或完全失效溃决过程的仿真分析。

关键词：混凝土开裂旋转裂缝模型分离裂缝模型变形体离散元仿真分析

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高原高寒地区H形混凝土桥塔日照温度效应

交通运输工程学报 2017年第4期17卷 66-77页

作者：张宁刘永健刘江季德钧房建宏 STIEMER S F 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 长安大学公路学院陕西西安710064 青海省高等级公路建设管理局青海西宁810008 青海省交通科学研究院青藏高原公路建设与养护重点实验室青海西宁810008 不列颠哥伦比亚大学土木工程系

分析了混凝土结构温度场边界条件计算方法,以青海省海黄大桥H形混凝土桥塔为工程背景,计算了高原高寒地区四季典型气象条件下的桥塔温度场分布,对比了四季的桥塔表面温差和塔壁局部温差,确定了桥塔的最不利温度荷载,建立了桥塔整体有限... 详细信息

分析了混凝土结构温度场边界条件计算方法,以青海省海黄大桥H形混凝土桥塔为工程背景,计算了高原高寒地区四季典型气象条件下的桥塔温度场分布,对比了四季的桥塔表面温差和塔壁局部温差,确定了桥塔的最不利温度荷载,建立了桥塔整体有限元模型,分析了四季桥塔的偏位、竖向应力、横向应力和纵向应力等温度效应。分析结果表明:桥塔表面温差与桥塔局部温差均在冬季最大,最大值分别可达11.88℃、20.79℃,在夏季最小,最大值分别可达5.15℃、15.25℃;横桥向和纵桥向桥塔表面温差最大值分别达到9.15℃、11.88℃,远大于《公路斜拉桥设计细则》(JTG/T D65-01—2007)推荐值±5℃;接近正南方向的塔壁局部温差最大,沿壁厚方向的温差分布接近指数形式,冬季和夏季温度衰减系数最大值分别为4.50、5.01,故冬季桥塔壁板局部温度分布较夏季更不均匀;桥塔温度效应同样在冬季最大,1天中最大桥塔偏位超过40mm,白天桥塔偏位变化值超过15mm,不利于施工过程中的桥塔偏位监测;桥塔根部竖向最大拉应力达到2.2MPa,桥塔根部同样产生较大水平向拉应力,纵桥向和横桥向最大拉应力分别为1.82、0.82 MPa,均发生在桥塔内侧,在与其他作用组合时可能会造成桥塔开裂,建议在桥塔塔壁内侧布置一定量的钢筋网片来控制裂缝;在进行高原高寒地区桥塔设计和施工控制时,应充分考虑温度效应带来的不利影响。

关键词：桥梁工程混凝土桥塔高原高寒地区有限元模型温度分布温度效应混凝土开裂

基于损伤模型的钢筋混凝土梁剪切破坏全过程分析

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工程力学 2017年第B06期34卷 139-142,148页

作者：任晓丹范伟达同济大学土木工程学院上海200092

剪切破坏是钢筋混凝土梁的典型破坏形态,但迄今为止并未建立起较为准确的分析方法。该文尝试基于混凝土弹塑性损伤本构关系和非线性有限元分析方法,对钢筋混凝土梁的剪切破坏全过程开展较为精细的数值模拟研究,并对某剪切破坏梁试验与... 详细信息

剪切破坏是钢筋混凝土梁的典型破坏形态,但迄今为止并未建立起较为准确的分析方法。该文尝试基于混凝土弹塑性损伤本构关系和非线性有限元分析方法,对钢筋混凝土梁的剪切破坏全过程开展较为精细的数值模拟研究,并对某剪切破坏梁试验与其数值模型的裂缝发展过程及力-位移曲线进行了对比分析。结果表明,该文采用的方法能够较好地模拟钢筋混凝土梁在剪切破坏全过程中的整体非线性响应,并能够追踪梁中裂缝产生和发展的全过程。该文模型将为钢筋混凝土构件剪切破坏研究提供一条可行的途径。

关键词：钢筋混凝土损伤模型非线性有限元剪切破坏混凝土开裂

FRP-OFBG智能复合筋及其在加筋混凝土梁中的应用

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高技术通讯 2005年第4期15卷 23-28页

作者：欧进萍周智王勃哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

结合纤维增强聚合物(FRP)的强度特性和光纤光栅(OFBG)的感知特性,研制开发出了FRP-OFBG智能复合筋,研究了它的力学、微观结构、感知等特性.通过FRP-OFBG加筋混凝土梁静载试验,监测了FRP筋的应变和混凝土开裂,研究了FRP筋与混凝土的滑移... 详细信息

结合纤维增强聚合物(FRP)的强度特性和光纤光栅(OFBG)的感知特性,研制开发出了FRP-OFBG智能复合筋,研究了它的力学、微观结构、感知等特性.通过FRP-OFBG加筋混凝土梁静载试验,监测了FRP筋的应变和混凝土开裂,研究了FRP筋与混凝土的滑移和混凝土梁的应变分布.结果表明,FRP-OFBG智能复合筋克服了光纤光栅在混凝土中埋设的工艺难题,是集感知和受力、功能材料和结构材料于一体的新型土木工程材料,既可以方便地作为混凝土结构的内部传感元件,也可以作为结构受力筋,具有很好的应用前景.

关键词：加筋混凝土梁复合智能应用纤维增强聚合物土木工程材料光纤光栅 FRP筋混凝土开裂混凝土结构强度特性研制开发微观结构静载试验应变分布结构材料功能材料传感元件感知滑移受力力筋

连续钢-混凝土结合梁桥负弯矩区处理方法研究

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哈尔滨工业大学学报 2007年第6期39卷 976-979页

作者：邢佶慧陈爱国杨庆山北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

北京地铁5号线立水桥-立水桥北站段第2联结合梁桥首次综合施加强迫位移、预加静荷载和张拉高强钢筋三种方法对负弯矩区混凝土施加预压应力,施工工序复杂.为判别该施工方法能否有效控制裂缝开展,保证施工质量及安全,分别采用ANSYS数值模... 详细信息

北京地铁5号线立水桥-立水桥北站段第2联结合梁桥首次综合施加强迫位移、预加静荷载和张拉高强钢筋三种方法对负弯矩区混凝土施加预压应力,施工工序复杂.为判别该施工方法能否有效控制裂缝开展,保证施工质量及安全,分别采用ANSYS数值模拟和施工监测手段对其各施工阶段的应力和变形进行了研究.结果表明,采用现有通用有限元软件可很好地对实际施工过程进行仿真分析,施加强迫位移、预加静荷载和张拉高强钢筋三种方法综合使用可有效为负弯矩区施加预应力,其中预加静荷载法最有效,但对钢梁内力及变形影响较大.

关键词：连续钢-混凝土结合梁桥负弯矩区混凝土开裂处理方法

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用非连续介质力学模型研究混凝土的Ⅰ型断裂

清华大学学报（自然科学版） 2006年第3期46卷 346-349,354页

作者：侯艳丽周元德张楚汉清华大学水利水电工程系北京100084

为进行连续介质到非连续介质转化的数值模拟,实现结构破坏过程的仿真分析,将固定和旋转的弥散裂缝模型与变形体离散元方法结合应用于混凝土、岩石等准脆性材料的受拉开裂过程分析。通过对比三点弯梁试验的数值模拟结果与试验结果,验证... 详细信息

为进行连续介质到非连续介质转化的数值模拟,实现结构破坏过程的仿真分析,将固定和旋转的弥散裂缝模型与变形体离散元方法结合应用于混凝土、岩石等准脆性材料的受拉开裂过程分析。通过对比三点弯梁试验的数值模拟结果与试验结果,验证了模型能够定量预测裂缝的发生及开裂过程中的变形,获得了合理的结构荷载位移响应曲线,同时旋转裂缝模型同固定裂缝模型相比可以一定程度上避免剪切锁死现象。方法为连续非连续介质统一力学模型的进一步研究奠定了一定的理论基础。

关键词：混凝土开裂裂缝模型变形体离散元

分布式光纤测温技术在大体积混凝土养护中的应用

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施工技术(中英文) 2023年

作者：李佩屈新龙郭喜兵北京路鹏达建设发展有限责任公司北京市市政工程研究院

大体积混凝土因浇筑时水化热所引起的混凝土开裂，不仅会对建筑外观产生影响，同时也给建筑结构带来安全隐患。因此在施工过程中，精准测量大体积混凝土温度、提高大体积混凝土施工质量是目前亟需解决的问题。将光纤测温技术与混凝土养... 详细信息

大体积混凝土因浇筑时水化热所引起的混凝土开裂，不仅会对建筑外观产生影响，同时也给建筑结构带来安全隐患。因此在施工过程中，精准测量大体积混凝土温度、提高大体积混凝土施工质量是目前亟需解决的问题。将光纤测温技术与混凝土养护相结合，实现了对混凝土养护过程中温度的精准量测，并在昌平区档案馆新馆建设工程中成功应用，效果良好。

关键词：混凝土分布式光纤混凝土开裂温控

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水泥混凝土早期抗裂性能的研究现状

建筑材料学报 2004年第4期7卷 411-417页

作者：陈瑜张起森长沙理工大学公路工程学院

针对目前混凝土材料研究领域的热点问题———开裂,对国内外水泥混凝土抗裂性能的研究现状进行了总结和评述.由于混凝土凝结硬化的早期是影响并控制混凝土抗裂性和后期性能的关键阶段,因此重点介绍了早期混凝土收缩、强度、弹性模量、... 详细信息

针对目前混凝土材料研究领域的热点问题———开裂,对国内外水泥混凝土抗裂性能的研究现状进行了总结和评述.由于混凝土凝结硬化的早期是影响并控制混凝土抗裂性和后期性能的关键阶段,因此重点介绍了早期混凝土收缩、强度、弹性模量、徐变等的动态发展过程及这一过程对混凝土开裂趋势和抗裂性能的影响等方面的研究情况.

关键词：抗裂性能水泥混凝土混凝土开裂混凝土收缩凝结硬化混凝土材料徐变研究情况强度弹性模量

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钢筋与混凝土的时变性能研究进展

建筑技术 2023年第16期54卷 1924-1931页

作者：宋伟英康耕新王伟娜山东建筑大学土木工程学院济南250101 陆军工程大学国防工程学院南京210007

作为混凝土结构中的受力材料,钢筋和混凝土的力学性能变化将直接影响结构构件的安全性。主要从钢筋混凝土结构的材料层次、环境层次和构件层次出发,对混凝土强度时变性、钢筋性能时变性及锈蚀钢筋与混凝土粘结性能变化的现有研究成果进... 详细信息

作为混凝土结构中的受力材料,钢筋和混凝土的力学性能变化将直接影响结构构件的安全性。主要从钢筋混凝土结构的材料层次、环境层次和构件层次出发,对混凝土强度时变性、钢筋性能时变性及锈蚀钢筋与混凝土粘结性能变化的现有研究成果进行综述。首先,阐述了混凝土时变性能研究的分析方法,包括考虑单一影响因素的混凝土碳化、氯盐侵蚀、冻融循环作用以及考虑多因素耦合作用条件下混凝土性能的经时变化;其次,基于国内外大量研究成果,归纳总结了在一般大气环境下,由钢筋锈蚀引起的混凝土锈胀裂缝在开裂前和开裂后的钢筋性能变化;最后,综合分析现阶段研究,为今后既有结构混凝土和钢筋的性能变化研究方向提供参考。

关键词：混凝土强度锈蚀钢筋混凝土开裂粘结性能时变性能