基于細(xì)觀力學(xué)方法的混凝土多尺度損傷力學(xué)行為研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文基于細(xì)觀力學(xué)方法的混凝土多尺度損傷力學(xué)行為研究StudyonMultiscaleDamageMechanicsBehaviorofConcreteBasedonMesoscopicMechanicsMethod學(xué)號(hào)：212Q魚Q璺2大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要目前混凝土結(jié)構(gòu)是世界上應(yīng)用最廣泛的建筑結(jié)構(gòu)之一，其中混凝土是重要的建筑材料，混凝土結(jié)構(gòu)的破壞實(shí)際上是

2、混凝土材料損傷積累的結(jié)果?；炷潦怯伤?、水泥、粗細(xì)骨料、孔隙及裂紋等組成的復(fù)合材料，混凝土在使用時(shí)隨著外界荷載的增大或者環(huán)境溫度的變化，其內(nèi)部大量存在的微裂紋和微孔洞逐漸延伸、擴(kuò)展直至貫通，使得混凝土材料損傷不斷積累，承載力逐漸降低直至完全喪失，進(jìn)而結(jié)構(gòu)主體喪失承載力，引起混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，嚴(yán)重威脅到人身安全和財(cái)產(chǎn)安全?；诨炷恋牧W(xué)性質(zhì)，本文主要研究混凝土材料細(xì)觀到宏觀損傷力學(xué)行為。在細(xì)觀層次上混凝土視為是由粗骨料、水泥砂漿及兩者之

3、間的界面過渡區(qū)組成的三相非勻質(zhì)復(fù)合材料，首先對(duì)混凝土靜態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行研究，采用MoriTanaka細(xì)觀力學(xué)理論分析方法，建立三相介質(zhì)力學(xué)特性與混凝土等效彈性模量之間的數(shù)值關(guān)系，分析細(xì)觀各因素對(duì)混凝土等效力學(xué)特性的影響。在砂漿和界面過渡區(qū)中引入大量隨機(jī)分布的微孔隙，研究微缺陷對(duì)混凝土等效彈性模量的影響，定義混凝土的初始損傷，著眼于細(xì)觀尺度上微裂紋萌生、延伸及貫通等整個(gè)損傷過程的物理形態(tài)演化，建立孔隙率與混凝土損傷變量的數(shù)值關(guān)系。在混凝土等

4、效彈性模量的時(shí)變特性的研究下，進(jìn)一步探討三相介質(zhì)和混凝土等效損傷模型的建立?；炷脸休d的應(yīng)力應(yīng)變并非三相介質(zhì)承載的應(yīng)力應(yīng)變簡單加和，對(duì)MoriTanaka理論公式推導(dǎo)，建立三相介質(zhì)應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)間，及和混凝土應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的數(shù)值關(guān)系，并對(duì)本文提出的方法與Voigt并聯(lián)模型進(jìn)行算例對(duì)比分析，以三相介質(zhì)的簡單損傷本構(gòu)模型建立混凝土復(fù)雜的損傷本構(gòu)模型，研究混凝土多尺度損傷力學(xué)行為。關(guān)鍵詞：混凝土；Mori—Tanaka方法；等效彈性模量；孔隙率；損傷