不同工況下混凝土動(dòng)態(tài)損傷特性研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)在遭遇地震激勵(lì)、風(fēng)致振動(dòng)、設(shè)備與交通設(shè)施沖擊等荷載的作用下，材料常處于動(dòng)態(tài)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，目前工程界在進(jìn)行結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析時(shí)采用的材料靜態(tài)力學(xué)理論與實(shí)際受力狀態(tài)存在較大差異，結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)損傷機(jī)理、損傷描述、實(shí)際受力狀態(tài)下的安全性等問題還有待進(jìn)一步研究。
　　國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同應(yīng)變速率、摻合料、工作環(huán)境等因素下的混凝土物理力學(xué)性能進(jìn)行了大量研究，但成果大多局限于混凝土單軸動(dòng)態(tài)受壓性能，僅少數(shù)學(xué)者進(jìn)行了混凝土動(dòng)態(tài)損傷特性的研究。由于試驗(yàn)

2、設(shè)備的因素，前人試驗(yàn)研究數(shù)量有限，試驗(yàn)成果還不夠充分，對(duì)劈拉與循環(huán)加載的動(dòng)態(tài)損傷特性研究更少。混凝土材料成型過程中往往伴隨著相應(yīng)的初始損傷，混凝土受載破壞其實(shí)是損傷不斷累積的過程，損傷的存在與發(fā)展對(duì)混凝土各種性能產(chǎn)生了重要影響。因此，加強(qiáng)對(duì)不同荷載類型下混凝土的動(dòng)態(tài)損傷本構(gòu)與損傷特性的研究是很有必要的。
　　為全面系統(tǒng)的研究混凝土動(dòng)態(tài)損傷特性，本文對(duì)不同批次不同尺寸混凝土試件分別進(jìn)行了不同應(yīng)變速率下的單軸壓縮試驗(yàn)、劈拉試驗(yàn)、循環(huán)加

3、卸載試驗(yàn)。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　1）進(jìn)行了不同應(yīng)變速率下（應(yīng)變速率為10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s）的混凝土動(dòng)態(tài)單軸壓縮試驗(yàn)。定義以混凝土切線模量和能量耗散為參量的損傷變量并對(duì)其損傷特性進(jìn)行了初步分析，然后基于過鎮(zhèn)海損傷模型與 Weibull-Lognormal損傷模型對(duì)混凝土損傷演化規(guī)律進(jìn)行了深入研究。
　　2）進(jìn)行了不同應(yīng)變速率下（應(yīng)變速率為10-5/s、10-4/s、10-3/s、

4、10-2/s）的混凝土動(dòng)態(tài)劈拉試驗(yàn)，并在加載過程中利用聲發(fā)射系統(tǒng)對(duì)材料產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。從聲發(fā)射能量以及材料損傷度的角度對(duì)混凝土動(dòng)態(tài)劈拉損傷特進(jìn)行初步探討，利用損傷模型在區(qū)間搜索法的基礎(chǔ)上確定了劈拉損傷界點(diǎn)。建立了三種不同假定的劈拉應(yīng)力-軸向應(yīng)變的全曲線模型，并對(duì)三種損傷模型的優(yōu)劣進(jìn)行了探討，利用合理的損傷模型對(duì)混凝土劈拉損傷演化規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　3）進(jìn)行了不同應(yīng)變速率下（應(yīng)變速率為10-5/s、10-4/s、