含V型切口混凝土的复合型断裂研究

发布时间：2024-01-31 20:34

　　研究含各类孔口的混凝土构件在载荷作用下的断裂破坏形态,对理解混凝土断裂机理和含裂缝孔口构件的剩余强度的评估具有重要意义。本文研究含V型切口的混凝土构件的复合型断裂问题。主要研究内容包括:1、研究含V型切口的混凝土构件的断裂过程区、起裂荷载;2、研究含V型切口的混凝土断裂失效准则,含V型切口构件破坏荷载及初始扩展角度;3、研究含V型切口混凝土构件断裂破坏的影响因素。在实验研究方面设计制作了含不同角度的V型切口的试样,利用三点弯曲研究不同缝高比,不同偏心距和不同V型切口角度对断裂过程区与起裂荷载、破坏荷载的影响。利用电测法与数字图像相关法研究切口尖端附近区域的应变与位移场等。理论研究利用有限断裂力学方法和广义应变能量密度准则分析了含V型切口混凝土构件(试样)裂缝口扩展角度和起始断裂角与起裂荷载。采用数字图像相关法测试并计算断裂过程区长度。实验与理论分析表明:1)随着载荷增加,断裂过程区的长度和宽度是不断增加的,当构件进入到失稳阶段时,断裂过程区尺寸会达到最大,随后慢慢减小;含V型切口混凝土试件的切口角度越大,其起裂荷载越小;缝高比越大,峰值断裂过程区尺寸越大;当V型切口角度小于120度时,...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 有限断裂力学的产生与发展
    1.3 T应力对裂纹扩展路径影响
        1.3.1 断裂韧度与T应力约束参数
    1.4 T应力计算方法
        1.4.1 权函数方法
        1.4.2 积分方程法
    1.5 本文工作内容
第二章 含V型切口素混凝土梁试件制作及测试方案
    2.1 引言
    2.2 试件的制作及试验设备
        2.2.1 混凝土试件配合比及试件编号
    2.3 混凝土力学性能测试
    2.4 混凝土切口制作及应变片贴法
        2.4.1 试件制作及养护
        2.4.2 试件处理及表面粘贴应变片
        2.4.3 试件表面喷漆处理
        2.4.4 数字图像相关法操作要点
        2.4.5 试验装置
    2.5 试验加载与测试过程
        2.5.1 测量方案
        2.5.2 实验过程
    2.6 本章小结
第三章 含切口混凝土复合型断裂实验结果及分析
    3.1 引言
    3.2 实验数据测定与分析
        3.2.1 荷载-跨中扰度变化关系
        3.2.2 用电测法测定起裂荷载并分析
            3.2.2.1 含不同缝高比的直裂缝梁的起裂荷载
            3.2.2.2 含不同切口角度的V型切口裂缝梁的起裂荷载
            3.2.2.3 不同偏心距的起裂荷载
    3.3 用数字图像相关法测量含V型切口梁断裂过程区
        3.3.1 断裂过程区尺寸
        3.3.2 vic-2d软件计算原理
    3.4 数字图像相关法观测结果
        3.4.1 裂缝尖端开口宽度
        3.4.2 Vic-2D软件对含直裂缝构件位移分析计算结果
        3.4.3 含不同V型切口角度断裂过程区尺寸
    3.5 本章小结
第四章 Ⅰ、Ⅱ型复合裂缝的有限断裂力学分析
    4.1 引言
        4.1.1 构件断裂的应力条件
        4.1.2 构件破坏的能量条件
        4.1.3 有限断裂力学方法的应用
    4.2 有限断裂力学准则理论预测结果与实验数据比较
        4.2.1 含V型切口混凝土试件的三点弯曲实验
    4.3 结论
第五章 Ⅰ、Ⅱ型复合裂缝的广义应变能量密度准则分析
    5.1 引言
    5.2 在应变能量密度准则基础上考虑T应力
    5.3 理论计算与实验结果对比
    5.4 结论
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 本文创新点
    6.3 展望
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3891506