混凝土ⅰⅱ復(fù)合型裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則比較研究

1、 碩 士 學(xué) 位 論 文 碩 士 學(xué) 位 論 文 混凝土 I-II 復(fù)合型裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則比較研究 混凝土 I-II 復(fù)合型裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則比較研究 A Comparative Study on Mixed-Mode I-II Crack Propagation Criteria of Concrete 作 者 姓 名： 唐旭超 學(xué)科、 專業(yè)： 結(jié)構(gòu)工程

2、 學(xué) 號(hào)： 21406031 指 導(dǎo) 教 師： 吳智敏 教授 完 成 日 期： 2017.06.06 大連理工大學(xué) Dalian University of Technology 大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 - I - 摘

3、 要 由于結(jié)構(gòu)形狀的不對(duì)稱性和受力狀態(tài)的復(fù)雜性等因素， 混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫多處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，其中又以 I-II 復(fù)合型最為常見。目前，許多學(xué)者對(duì)普通混凝土 I-II 復(fù)合型裂縫擴(kuò)展特性問題進(jìn)行了研究，并提出了相應(yīng)的復(fù)合型裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則。但是針對(duì)高強(qiáng)混凝土的 I-II 復(fù)合型裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則的研究尚未有學(xué)者涉及。基于此，本文采用試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土 I-II 復(fù)合型裂縫擴(kuò)展全過程，并對(duì)試驗(yàn)和模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分

4、析。本文主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下： （1）通過四點(diǎn)剪切試驗(yàn)測得了混凝土強(qiáng)度等級(jí)分別為 C20、C40、C60，初始應(yīng)力強(qiáng)度因子之比 I II / K K 分別為 0、1.61、3.49、5.32 的四點(diǎn)剪切梁試件的荷載-裂縫口剪切位移（P-CMSD）曲線、荷載-裂縫口張開位移（P-CMOD）曲線以及裂縫擴(kuò)展軌跡。試驗(yàn)結(jié)果表明， 當(dāng)初始應(yīng)力強(qiáng)度因子之比 I II / K K 一定時(shí)， 試件的峰值荷載隨著混凝土抗壓強(qiáng)度的提高而增加，臨界裂縫

5、口張開位移 c CMOD 與臨界裂縫口剪切位移 c CMSD 則與混凝土強(qiáng)度沒有明顯的關(guān)系； 而當(dāng)混凝土抗壓強(qiáng)度一定時(shí)， 隨著 II 型斷裂分量所占比重的提 高 ， 試 件 的 峰 值 荷 載 和 c CMSD 有 所 增 加 ， c CMOD 反 之 減 小 ， 兩 者 的 比 值c c / CMSD CMOD 則呈現(xiàn)上升趨勢； （2）本文分別采用 P σ ini (I,II) (I,II) (I,II) K K K ? ? 準(zhǔn)則、

6、P σ ini I I Ic K K K ? ? 準(zhǔn)則、 P σ (I,II) (I,II) 0 K K ? ? 準(zhǔn)則以及 P σ I I 0 K K ? ? 準(zhǔn)則模擬了（1）中各工況下的四點(diǎn)剪切梁試件裂縫擴(kuò)展全過程，獲得了 P-CMSD 曲線、P-CMOD 曲線以及裂縫擴(kuò)展軌跡。通過與試驗(yàn)結(jié)果的比較分析發(fā)現(xiàn)， P σ ini (I,II) (I,II) (I,II) K K K ? ? 準(zhǔn)則計(jì)算得到的 P-CMSD 曲線、 P-CMO

7、D 曲線以及峰值荷載與試驗(yàn)結(jié)果吻合較為良好，而 P σ (I,II) (I,II) 0 K K ? ? 準(zhǔn)則計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果誤差較大，且誤差隨著混凝土強(qiáng)度的提高而增大， 但兩種準(zhǔn)則計(jì)算得到的裂縫擴(kuò)展軌跡非常接近且都與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好；對(duì)于四點(diǎn)剪切梁，II 型斷裂分量對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響甚微，主要對(duì)前幾步的計(jì)算結(jié)果影響較大， P σ ini I I Ic K K K ? ? 準(zhǔn)則計(jì)算所得的起裂荷載誤差偏大。 本文的研究表明， P σ ini