混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝断裂损伤区分析

将损伤理论引入混凝土的断裂分析中,采用Loland模型推导出混凝土I-Ⅱ复合型裂缝缝端损伤区临界区域的公式,并基于复合裂缝断裂判据推导出I-Ⅱ复合型裂缝的缝端微裂纹区临界区域的公式,并引用相关文献中的混凝土参数作为实例,求出其最小断裂半径以及对应的最小损伤半径.通过实例说明了混凝土损伤断裂的过程.     

双线性黏聚区模型在混凝土路面损伤开裂分析中的应用

为了揭示混凝土路面的损伤开裂机理及其对承载力的影响, 考虑混凝土材料的弹塑性, 应用非线性断裂力学中的双线性黏聚区模型, 结合ABAQUS有限元软件, 在预计开裂部位布设黏结单元, 模拟了四点加载小梁试件从弹性响应到断裂失效的全过程, 以验证双线性黏聚区模型在混凝土损伤开裂分析中的适用性; 应用双线性黏聚区模型分析了Winkler地基上混凝土板的断裂特性和损伤后的承载力衰减。分析结果表明: 在加载小梁受荷全过程中, 梁底应力经历了线性增大、达到混凝土极限强度后减小、最大点上移与变为0等阶段, 作用力-加载位移变化与已有研究一致; 在加载全过程中, 混凝土板的截面应力分布变化与小梁类似; 混凝土板在损伤阶段承载力会持续增大, 但由于板的支承条件与四点加载小梁不同, 板的断裂近似于脆性断裂, 无明显承载力衰减过程, 板断裂时的极限承载力与弹性阶段临界状态承载力之比为1.32;混凝土板发生初始损伤后, 极限承载力最大会衰减至未损伤板的87%, 且随着初始损伤程度的增加, 极限承载力衰减速率变大。      

超密实沥青混凝土Ⅰ - Ⅱ复合型裂纹扩展研究

为了研究低温地区超密实型沥青混凝土内部Ⅰ - Ⅱ复合型微裂纹扩展规律,基于Eshelby等效夹杂理论和最大周向应力断裂准则,建立了当复合型裂纹发生失稳型扩展时其内部微裂纹偏转角β与应力场之间的关系,并确定了扩展方向;建立沥青混凝土细观离散元模型,考虑沥青混凝土的黏弹性,分析了内部微裂纹β对复合裂纹扩展的影响规律. 研究结果表明:对二维平面问题,β的变化主要引起裂纹在沥青混凝土中分布状态的变化,在极大程度上造成了沥青混凝土的宏观有效弹性模量和剪切模量在时域内的减小;在常荷载作用下,β的增大造成了宏观裂纹孕育和扩展历程的缩短,还致使复合型裂纹由Ⅰ型裂纹逐渐转变为Ⅱ型裂纹;β的增大不仅使裂尖域内应力场发生一定偏转,而且导致裂尖域内应力场和衰坏区的减小.      

混凝土相场断裂模拟——影响裂纹宽度的因素

混凝土的断裂特性对工程安全起着关键作用.相场断裂法能方便地模拟出裂纹的动态扩展过程,利用UEL和UMAT子程序,实现混凝土相场断裂的Abaqus二次开发,分析了单元尺寸和长度尺度参数对三点弯曲混凝土梁裂纹扩展宽度的影响.研究结果表明:当单元尺寸足够小时,裂纹宽度将不再受单元尺寸的影响,裂纹宽度随长度尺度参数减小而减小.     

刚性摆动翼翼形与其尾部流场关系的实验研究

文章为研究刚性摆动翼翼形与其尾部流场关系,制定出一套完整的实验方案,并按实验要求制作了两种形状不同的刚性翼。通过PIV测量,实验记录了摆动翼尾部流场相关数据,并分析了翼形参数对其水动力性能的影响。该实验结果为进一步推导翼形参数、运动模式和推进效率三者间数学关系提供了实验数据支持。     

钢-混双面结合梁负弯矩区抗弯强度计算探讨

对钢-混双面结合连续梁负弯矩区抗弯强度进行了研究,并对梁截面塑性中和轴位于钢梁腹板、钢梁受压翼缘及混凝土受压翼缘的几种可能出现情况,分别推导得到了负弯矩区抗弯强度计算公式。初步了解和认识了这种新型结构的性能,有利于研究工作的进一步展开。     

用裂尖应力场精确解对混凝土过程区的进一步分析

应用裂纹顶端应力场的精确解，详细讨论了混凝土裂纹顶端的微裂区，并将其与局部解所得的结果进行了比较；进崦研究了因应力松驰引起的微裂区的改变。提出了对混凝土断裂韧性测试中制订标准化试验方法的看法。     

路面开裂机理的力学分析

本文通过边界配点法,应用断裂判据K1≤KIC,确定了半铡性基层沥青混凝土路面破坏时的临界裂纹值,对沥青面层厚度铺设进行了定量分析。     

岩石,混凝土I—II复合型裂纹顶端微裂区的确定

本文运用最大拉应力理论，确定了岩石混凝土微裂区的大小，形状和特征尺寸，并讨论了在叠加上静水压力的情况下，微裂区的形状和大小及其对断裂韧性的影响，完善了断裂判据。提出了断裂韧性测试中必须注意的试样尺寸要求。     

各向异性常数对裂尖塑性区及断裂性能的影响

应用Ｈｉｌｌ屈服准则研究了正交异性含裂纹无限大板裂尖塑性区，讨论了各向异性常数对塑区及断裂性能的影响，并指出了各向异性常数在正交异性板设计中的应用。     

某高速公路桥梁拓宽后伸缩缝锚固区混凝土破坏原因分析

结合九乡河大桥扩建工程,探讨了桥台处伸缩缝锚固区混凝土的有限元建模方法,着重研究了桥台处伸缩缝锚固区混凝土的破坏成因。分析表明,伸缩缝锚固区开裂的主要原因是新旧桥台的不均匀沉降,采用文中提供的建模方法,可以正确地模拟伸缩缝处混凝土的破坏,从而明确破坏机理,并为此类旧桥加宽工程的设计和施工提供借鉴。     

Granular effect of fly ash repairs damage of recycled coarse aggregate

Repairing effect of fly ash (FA) on damage of recycled coarse aggregate was evaluated by characteristics of pores and cracks in the vicinity of interracial transition zone (ITZ). The interracial structure between the virgin aggregate and the attached old mortar was investigated and compared with ITZ of recycled aggregate concrete in the presence of FA or ultra-fine FA(UFA) by means of scanning electron microscope (SEM). Diam- eter and plumpness frequency distribution of pores as well as width of the old ITZ, length of contacting points and cracks density were analyzed. The SEM results reveal that the diameter of pores is decreases significantly but pores plumpness increases. A decreased ITZ width and cracks density as well as an increased bonding zone length can also been observed, which indicates that FA or UFA repairs damage of recycled coarse aggregate due to its granular effect.     

基于断裂力学的水泥混凝土路面裂缝成因分析

水泥混凝土是典型的带裂缝构件,应用断裂力学的原理分析水泥混凝土路面初期、中期、后期三个破坏阶段之间的关系,确定每个阶段混凝土路面裂缝形成的根本原因,可为水泥混凝土路面抗裂研究和处治提供科学依据。     

预应力混凝土箱梁桥锚固区裂缝分析

预应力混凝土连续梁桥是一种被广泛使用的桥型,但近些年在一些跨径较大的已建桥梁中也出现了较多的病害。预应力混凝土箱梁桥锚固区裂缝是预应力混凝土箱梁桥的常见病害,严重的甚至威胁到桥梁整体的使用性能。本文通过受力分析及有限元计算对箱梁桥锚固区的常见裂缝进行研究,分别对锚固齿板的不同位置进行有限元分析。并根据有限元分析结果提出了锚固区的简化计算方法及构造配筋方式,最后得出针对这些裂缝现象的可行的控制方法。     

Stresses and Shear Fracture Zone of Jinshazhou Tunnel Surrounding Rock in Rich Water Region

Field evidence has shown that large-scale and unstable discontinuous planes in the rock mass surrounding tunnels in rich water region are probably generated after excavation. The tunnel surrounding rock was divided into three zones, including elastic zone, plastic damage zone and shear fracture zone fof assessing the stability of the tunnel surrounding rock. By local hydrogeology, the stresses of surrounding rock of Jinshazhou circular tunnel was analyzed and the stress solutions on the elastic and plastic damage zones were obtained by applying the theories of fluid-solid coupling and elasto-plastic damage mechanics. The shear fracture zone generated by joints was studied and its range was determined by using Mohr-Coulomb strength criterion. Finally, the correctness of the theoretical results was validated by comparing the scopes of shear fracture zones calculated in this paper with those from literature.     

基于断裂理论的大体积混凝土裂缝分析

基于断裂力学理论分析大体积混凝土微裂缝的发展特性,大体积混凝土早期裂缝主要是由温度差引起的,适宜控制温度能有效遏制初期裂缝发展,从而为提高大体积混凝土结构施工期质量并减少结构内部初始微裂纹提供理论基础。研究结果表明施工期减小大体积混凝土内外温差是进一步限制裂纹生成的关键。     

缺陷水泥混凝土路面裂缝扩展机理研究

研究表明,水泥混凝土路面在凝固收缩过程中形成板底早期裂缝,产生缺陷。为此,采用了断裂力学的基本原理,通过计算得出路面板底裂缝深度、荷载大小和应力强度因子之间的关系,分析了路面裂缝扩展的条件。同时,利用疲劳方程建立了荷载作用次数与稳定断裂韧度下降之间的关系式,由此说明疲劳荷载作用下产生的累计损伤导致的稳定断裂韧度下降是路面开裂破坏的根本原因。     

混凝土Ⅰ型裂缝扩展的氯离子渗透特征

为了研究荷载作用下混凝土结构裂缝扩展过程中的氯离子侵蚀问题,更加准确地描述不同扩展阶段裂缝周边的氯离子侵蚀特征,依据混凝土断裂准则,采用ANSYS参数化设计语言APDL进行二次开发,自编程序模拟了混凝土小梁Ⅰ型断裂裂缝开展过程;在断裂分析的基础上通过参数等效,采用结构-热分析方法,基于体应变-损伤变量-氯离子扩散系数一一映射关系,实现了混凝土裂缝扩展过程中各个阶段氯离子侵蚀的数值分析. 结果表明:不同裂缝扩展阶段,三点弯曲混凝土小梁裂缝周边氯离子侵蚀结果与试验结果吻合,荷载作用下混凝土裂缝尖端氯离子侵蚀呈现加剧现象,在混凝土结构耐久性寿命分析中起决定性作用;双K断裂准则和基于损伤参数的氯离子扩散模型能够模拟混凝土开裂过程氯离子侵蚀问题.      

基于一阶优化方法的钢-混凝土组合索塔锚固区结构设计

研究了斜拉桥内置式钢锚箱钢-混凝土组合索塔锚固区的结构优化设计。建立以索塔锚固区典型节段的建造成本和水平承栽力为综合目标的多目标优化模型,以索塔混凝土塔壁的厚度、钢锚箱侧板尺寸、塔壁配筋为设计变量,建立设计变量与满足塔壁裂缝宽度、塔内钢筋配筋率、钢锚箱屈服强度要求的状态变量之间的约束关系,采用一阶优化分析方法确定钢-混凝土组合索塔锚固区最优结构尺寸,得到了钢-混凝土组合索塔锚固区设计的最优方案。优化结果显示：针对索塔锚固区的钢锚箱侧板与混凝土塔壁形成的组合结构承受斜拉索水平力的特点,建立以建造成本和水平承载力为综合目标的优化模型是合理的,充分发挥了钢材和混凝土两种不同材料的性能,有效的控制塔壁混凝土裂缝产生。