基于細觀力學(xué)理論的混凝土早期裂縫形成機理.pdf

1、混凝土裂縫一直以來是土木工程中為人們所關(guān)注的問題，然而國內(nèi)外對早期裂縫的研究并不多，早期裂縫對宏觀裂縫的出現(xiàn)、發(fā)展有著重要的影響，只有掌握早期混凝土性能的出現(xiàn)規(guī)律并采取相應(yīng)措施，才能保證混凝土工程的長期質(zhì)量。本課題著重研究混凝土早期收縮裂縫這一主題，從形成機理、工程現(xiàn)狀、理論探索三個方面對這一當前亟待解決的課題進行了深入廣泛的剖析，針對不均勻收縮是混凝土早期致裂的主要原因進行研究。混凝土早期裂縫建立了很多理論模型，眾所周知，數(shù)值方法是具

2、體問題具體分析，不能得到解析解；細觀平均場理論在預(yù)測剛度性質(zhì)方面能得到理想的結(jié)果，并能給出各相均勻應(yīng)力與微結(jié)構(gòu)參數(shù)的解析關(guān)系式，然而在強度分析方面精度不夠。本文先由細觀平均場理論考慮夾雜(骨料)之間的相互作用，得出的砂漿應(yīng)力作為彈性模型的外場力，再由彈性力學(xué)方法得出骨料周圍的力學(xué)場分布，依此結(jié)果判斷早期裂縫的產(chǎn)生。 本文采用細觀力學(xué)平均場理論與彈性理論基本解結(jié)合來研究混凝土的微結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，首先用自洽方法，建立預(yù)報該混凝

3、土宏觀性能的細觀力學(xué)模型，計算出夾雜之間的相互作用后，采用彈性理論的雙筒模型，以自洽法計算所得結(jié)果作為彈性模型的外場受力，定量計算細觀模型的各相應(yīng)力應(yīng)變及局部最大應(yīng)力應(yīng)變，判斷早期裂縫產(chǎn)生的原因；并以混凝土中骨料的體積分數(shù)及兩者彈性模量比為變化參數(shù)，建立以細觀力學(xué)平均場為基礎(chǔ)的判定混凝土早齡裂縫出現(xiàn)的判別依據(jù)。 同時，在細觀層次上把混凝土看作是由粗骨料、水泥砂漿基體所組成的兩相均質(zhì)復(fù)合材料，應(yīng)用有限元軟件ANSYS進行混凝土單元