混凝土多裂紋擴(kuò)展過(guò)程的數(shù)值模擬與研究.pdf

1、混凝土的破壞過(guò)程一直以來(lái)都是混凝土材料研究中的重點(diǎn)內(nèi)容?；炷恋钠茐呐c初始缺陷有著很大的關(guān)系，研究混凝土中初始缺陷的發(fā)展規(guī)律對(duì)現(xiàn)代建筑有著十分重要的意義。
　　一般情況下，混凝土結(jié)構(gòu)都是帶裂紋工作的，而且存在著多個(gè)裂紋，這些裂紋可以認(rèn)為是混凝土結(jié)構(gòu)的初始缺陷。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)多裂紋混凝土結(jié)構(gòu)的裂紋發(fā)展規(guī)律、結(jié)構(gòu)的極限承載力以及結(jié)構(gòu)的荷載-撓度曲線(xiàn)進(jìn)行了研究。
　　本文采用擴(kuò)展有限元方法，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在網(wǎng)格劃分上，即不需要對(duì)

2、裂紋所在位置進(jìn)行高密度劃分，就能得到精確的結(jié)果，大大提高了計(jì)算效率。參照斷裂力學(xué)的相關(guān)理論，將有效的斷裂準(zhǔn)則應(yīng)用到模擬中，較準(zhǔn)確的展現(xiàn)了結(jié)構(gòu)破壞過(guò)程的四個(gè)階段：彈性變形階段、裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展階段、裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展階段和停止擴(kuò)展階段。
　　對(duì)多裂紋混凝土結(jié)構(gòu)破壞過(guò)程的研究，論文采用含有多裂紋的混凝土三點(diǎn)彎曲梁模型，分為兩個(gè)方面進(jìn)行模擬：一是含中心裂紋的多裂紋模擬，另一是無(wú)中心裂紋的多裂紋模擬。
　　對(duì)含中心裂紋的情況，通過(guò)變化裂紋的

3、數(shù)量、裂紋與水平邊界的角度、裂紋的長(zhǎng)度、裂紋距中心裂紋的水平距離這四個(gè)參數(shù)來(lái)研究對(duì)結(jié)構(gòu)破壞的影響。計(jì)算結(jié)果顯示：對(duì)雙裂紋模型，裂紋的擴(kuò)展以中心裂紋為主，裂紋的擴(kuò)展路徑和擴(kuò)展形式均與只存在中心裂紋的單裂紋模型相似，邊裂紋的變化對(duì)結(jié)構(gòu)的極限承載力沒(méi)有明顯影響；對(duì)于三裂紋模型，邊裂紋的擴(kuò)展只在一定角度情況下表現(xiàn)活躍，但是擴(kuò)展仍然是以中心裂紋為主，極限荷載值受邊裂紋的影響較雙裂紋明顯；兩種裂紋情況下，中心裂紋的長(zhǎng)度是影響結(jié)構(gòu)承載力的主要因素。文

4、中還將計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果顯示本文所采用的數(shù)值模擬方法與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
　　無(wú)中心裂紋的情況下，取裂紋的數(shù)量、裂紋與水平邊界的夾角、裂紋的長(zhǎng)度和裂紋距中點(diǎn)的水平距離四個(gè)變量。計(jì)算結(jié)果顯示，只存在兩條邊裂紋的情況下，結(jié)構(gòu)的極限承載力明顯提高，裂紋長(zhǎng)度和裂紋間距離對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力影響明顯加強(qiáng)；同時(shí)得到，中間裂紋角度改變時(shí)，結(jié)構(gòu)的極限承載力也發(fā)生了明顯的變化，角度越是接近90°，這種效果越明顯，承載力越低。
　　通過(guò)