一、混凝土与纤维混凝土的劈裂试验及损伤描述(论文文献综述)
李鸣[1](2021)在《尼龙纤维混凝土损伤渗透及裂缝几何特性研究》文中认为在水利工程中,混凝土的耐久性和抗渗性问题越来越引起人们的关注。混凝土本身在服役期间常常是带裂缝工作的,裂缝的出现会影响其渗透性,加速材料老化,进而危及工程安全。常用的正常混凝土试件渗透性的测试方法相对己趋于成熟,但这些方法对于带裂缝的混凝土来说是较为不适用的,如何准确地评价带裂缝混凝土的渗透特性成为近些年来学者们关注的重点。本文拟采用工业制成的尼龙纤维和废旧衣物中回收的尼龙纤维织物来增强普通混凝土,首先通过反馈劈拉试验获取不同裂缝宽度等级(约50,100,150,200,250μm)的纤维混凝土试件,其次采用混凝土损伤渗透检测装置对带裂缝的纤维混凝土试件进行变水头渗透试验,分析各试件在不同水压下流量的变化规律,对比尼龙纤维和尼龙纤维织物及其掺量对裂缝渗透特性的影响,再将做完渗透试验的试件沿裂缝彻底一分为二并通过三维扫描仪获取裂缝表面三维形貌的基本数据,利用Geomagic Studio、MATLAB等工具对裂隙面粗糙度系数JRC、曲折度τ、相对粗糙度Rs、分形维数D等粗糙特征参数定量化,分析纤维掺量对各参数的影响,最后建立各参数与渗透系数之间的函数关系式,修正立方定律。基于上述研究,主要得到以下几点成果和结论:(1)纤维的掺入对混凝土的抗拉强度影响很小,但是纤维混凝土在开裂后表现出较强的韧性,尼龙纤维织物可以很好地提升混凝土的抗裂性能及裂后的韧性。在混凝土中掺入纤维可以降低裂缝的渗透系数,纤维混凝土的立方定律修正系数 ζ均小于普通混凝土,且ζ值降幅在56%—70%之间,ζ随纤维掺量的增加而减小。当纤维掺量一定时,随着水压的升高裂缝渗透性及拟合曲线的相关系数R2会逐渐降低,修正的立方定律可以较为准确地预测低水头(0.1 MPa)下尼龙纤维混凝土试件微小裂缝(0—300 μm)中的渗透性。尼龙纤维织物对裂缝渗透性的影响与尼龙纤维相似,尼龙纤维织物也可以用来降低开裂混凝土的渗透性。(2)变水头渗透试验中渗流过程符合Forchheimer定律,达西定律预测的流量高于Forchheimer定律,且随着裂缝宽度的增大,这种非线性影响也随之增大。线性系数A和非线性B随有效裂缝宽度的增加而减小,并建立了 A和B之间的经验公式。雷诺数Re随非线性因子E的增大而增大,试件的临界雷诺数Rec值分布在7—45之间,且Rec随裂缝宽度的增加而减小。(3)纤维的掺入会改变混凝土裂缝表面的几何特征,使得普通混凝土的裂隙面更加粗糙,如凸起高度均方根一阶导Z2、粗糙度系数JRC、曲折度τ及相对粗糙度Rs等粗糙特征参数随纤维掺量的增加而不同程度的增大。同时基于参数JRC、τ及Rs对立方定律进行修正,建立了预测开裂的纤维混凝土的渗透特性的模型。(4)采用MATLAB编程可以较好的对裂缝表面几何形态进行定量化表征,随着纤维掺量的增加,裂隙面逐渐变得更复杂、更不规则,其分形维数D也随之变大。将计算后的分形维数D引入立方定律的修正公式可以较好的预测本试验的渗透率。裂隙面分形维的变化范围在2.018—2.043之间,其波动区间很小,分形维数D对渗透率的影响程度随裂缝宽度的增大而减小,裂隙面的几何特性在裂缝宽度大到一定程度时很难干扰到渗流整体的流动状态,渗流随缝宽的增大越趋近于光滑平行板模型的水流行为。
薛辉庭[2](2020)在《纤维混凝土静动态力学性能与纤维作用效果分析》文中进行了进一步梳理在混凝土材料的使用过程中,干缩开裂、脆断性、抗冲击性能不足等问题始终存在,制约着现代建筑结构的发展。通过掺入纤维来改良混凝土性能的方法已被证明稳定有效,并在工程上得到了广泛应用。钢纤维、玻璃纤维、碳纤维以及植物纤维等都可被用作混凝土的增强材料,但不同纤维作用效果的差异以及影响纤维作用效果的因素等问题,都仍需进一步的研究。本文首先对素混凝土、钢纤维混凝土以及棕榈纤维混凝土试件进行动态劈裂试验,对比分析不同弹性模量纤维对混凝土动态力学性能的作用效果;再运用损伤理论以及纤维增强理论分析解释纤维的作用效果以及作用机理,并对照试验结果验证纤维混凝土抗拉强度计算式;最后通过有限元模拟探讨纤维混凝土在裂纹梁上的应用效果及前景。本文的主要研究内容及结果:1、通过实验来对比分析不同种类纤维混凝土的静动态力学性能。对素混凝土、钢纤维混凝土(高弹性模量)以及棕榈纤维混凝土(低弹性模量)进行冲击试验,加载设备为分离式霍普金森杆,加载方式为圆盘劈裂,并通过高速摄像机、应变片以及DIC软件对破坏过程进行全程记录与分析。首先从试件的冲击破坏形态初步分析纤维的作用效果;再通过试验数据,验证纤维的增强增韧效果,并探讨纤维混凝土的主要力学参数(抗拉强度、峰值应变、弹性模量、应变率、断裂韧度等)与纤维弹性模量之间的关系。2、从损伤理论出发,分析纤维的作用效果。运用圆饼形微裂纹模型,通过细观分析方法,分析代表体积单元中圆饼形微裂纹的尺寸与密度变化对宏观变形参量以及损伤变量的影响,再借助宏观断裂的黏聚裂纹模型,将损伤单元嵌入到宏观裂纹端部的断裂过程区中,形成从细观损伤到宏观破坏的多尺度力学研究。由推导出的损伤计算式可以发现代表体积单元的损伤度与等效微裂纹密度成正比,也与等效裂纹半径相关,而纤维的掺入能显着减小结构的损伤量从而达到增强增韧效果。3、基于复合材料理论以及纤维间距理论解释纤维的作用效果,得到纤维混凝土抗拉强度计算式,发现除纤维的掺量、纤维的长径比以及基体强度外,影响复合材料整体强度的因素还包括了纤维与基体间的界面粘结性能。将单根纤维的粘结应力代入强度计算式中,得到抗拉强度理论值,并与试验实测值对比验证。4、通过有限元模拟分析,研究裂纹位置、裂纹长度、裂纹数量以及纤维的桥联作用力变化对裂纹梁固有模态的影响,并基于模拟结果讨论纤维混凝土在梁上的应用前景。分析模拟数据发现,悬臂梁固有模态对裂纹深度变化的敏感度要大于裂纹位置变化,裂纹离固定端越近对模态影响越大;纤维在裂纹面上桥联力对模态的影响很小;纤维混凝土的阻裂特性能显着减小梁在使用过程中的模态变化,增长梁的使用寿命,具有良好的应用前景。
马颖彪[3](2020)在《硫酸盐侵蚀条件下纤维素纤维混凝土力学性能试验研究》文中认为混凝土遭受硫酸盐环境侵蚀的问题是导致混凝土劣化失效的一大重要原因,主要集中在我国沿海地带和西北盐湖盐渍土地区。其影响因素复杂,特别是位于含有硫酸盐的浪溅 水位变动区等环境中,混凝土的劣化程度更加严重,严重影响了我国混凝土建筑物的安全使用和寿命。纳子峡水利枢纽位于西北盐渍土地区,地下水中硫酸盐含量可达4200mg/L以上,整体库区的混凝土结构都采用纤维素纤维混凝土浇筑而成。因此,研究硫酸盐侵蚀下纤维素纤维混凝土的退化规律和劣化机理,对纳子峡库区和以后使用纤维素纤维混凝土工程的硫酸盐耐久性安全评估具有重要意义。本文采用室内试验与理论分析相结合的研究方法,在硫酸盐侵蚀与干湿循环共同作用下,分别研究了纤维素纤维混凝土的劣化机理和性能退化规律,建立了抗压强度和劈裂强度随干湿循环次数的衰减模型,并基于过镇海模型和Carreia J模型的对其进行了上升段应力—应变关系的分析。主要研究内容如下:(1)开展了硫酸盐侵蚀与干湿循坏共同作用下的纤维素纤维混凝土的耐久性试验研究,对不同硫酸盐浓度和不同粉煤灰掺量两种情况考虑进行考虑,分别用表观现象、质量损失率、抗压强度耐蚀系数和劈裂强度耐蚀系数四个指标评价其抗硫酸盐侵蚀性能。(2)分析了硫酸盐侵蚀与干湿循环共同作用下硫酸盐浓度和粉煤灰掺量对纤维素纤维混凝土劣化规律的影响,建立了力学损伤模型;建立了质量、抗压强度和劈裂与循环系数之间的关系。(3)开展了硫酸盐侵蚀与干湿循环共同作用下纤维素纤维混凝土的单轴受压试验,分别研究硫酸盐浓度和粉煤灰掺量两个方面的影响,建立了峰值应力、峰值应变和弹性模量与循环次数之间的关系。(4)对硫酸盐侵蚀与干湿循环共同作用下纤维素纤维混凝土的应力—应变关系进行了研究,在过镇海模型和Carreia J模型的基础上,拟合了纤维素纤维混凝土的损伤应力—应变关系上升段模型。
王辉[4](2020)在《BFRC力学性能试验研究及其本构模型的BP神经网络预测》文中研究指明纤维混凝土由于具有增强增韧力学性能,并能较好的解决工程中构件在冻融、腐蚀、盐侵等极端环境下引起耐久性问题,一直以来都是复合材料领域研究的热点问题之一。传统混凝土结构在建造过程或服役期间难以避免出现裂纹,进而引起结构内部钢筋的锈蚀,导致混凝土性能劣化,使用寿命缩短。在混凝土中掺入一定含量的玄武岩纤维,可以显着提高传统混凝土的力学性能,控制微裂纹的扩展,提高混凝土结构的耐久性。本文以玄武岩纤维混凝土(以下简称BFRC)为研究对象,开展了BFRC抗压强度试验、劈裂抗拉试验和三轴压缩试验,分析了围压、纤维长度和体积分数对混凝土增强增韧的作用,并给出相应的优化结果。以试验数据为基础,采用BP神经网络算法,并通过Matlab编程实现对BFRC本构模型的训练和预测。本文主要研究内容如下:1、分析总结了现有的纤维混凝土配合比设计方法,并结合实际情况,对其优缺点进行分析对比,选择纤维外掺法来计算玄武岩纤维掺量。选择直径为15μm,纤维长度分别为6mm、12mm和18mm的玄武岩纤维,根据纤维外掺法,得到纤维体积分数分别为0%、0.2%、0.4%和0.6%的玄武岩纤维混凝土。采用坍落度试验来测定玄武岩纤维混凝土的工作性能,试验表明掺入纤维的体积分数越高,塌落度越小。掺入纤维能够延缓骨料的沉降,提高了混凝土的粘连性和抗泌水性,同时表现出了良好的工作性能;2、在已有纤维混凝土抗压强度、劈裂抗拉和三轴压缩试验的实施方案、行业标准和相关理论基础的基础上,制定了适用于MTS816材料测试平台下的抗压强度和劈裂抗拉试验方案。试验结果表明:除纤维长度为6mm以外,在体积分数为0.2%时,BFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度最大,但随着纤维体积分数的继续增加,抗压强度逐渐减小;掺入纤维的混凝土的劈裂抗拉强度比不掺纤维的高,且由试验数据可以发现,劈裂抗拉强度的增强效果要高于抗压强度。3、为进一步探索不同应力状态下BFRC的力学性能,对BFRC开展了不同围压条件下的压缩试验。试验结果表明:BFRC试件破坏模式与围压存在一定的关系,与玄武岩纤维长度和体积分数无关。无围压时,试件呈压裂破坏,出现贯穿的裂纹;有围压时,试件呈斜剪切破坏。随着围压的增加,主裂纹角度有所增加。纤维长度和体积分数的大小不会改变试件的破坏模式,但可以减少主裂纹的宽度以及细微裂纹的数量,混凝土的整体性会提高。在同一纤维长度和体积分数的条件下,随着围压的升高,玄武岩纤维混凝土的峰值应力和峰值应变都出现了不同程度的升高。继续增加围压,纤维增强混凝土的作用逐渐减弱。4、采用BP神经网络对BFRC本构模型进行样本训练和模型预测。根据试验数据设置网络参数和拓扑结构,将70%的数据作为训练集,30%的数据作为测试集,利用测试集对训练好的网络进行验证。结果表明:得到的预测值与试验值之间误差较小,具有较好的一致性。说明该方法在有充分样本数据的基础上,能够较好的预测BFRC的本构关系,解决了人工建模的困难,建立了BFRC应力与应变之间的隐式关系。
张玉杰[5](2020)在《钢-钢纤维混凝土组合梁中高强螺栓抗剪性能研究》文中研究说明钢-混凝土组合梁以其良好的受力性能、便捷的施工方法和较好的综合效益在工程中得到广泛应用。剪力连接件作为组合梁中的关键部件,其抗剪性能直接影响组合梁的整体性能。高强螺栓作为剪力连接件的重要类型之一,具有强度高、刚度大、连接紧密、易安装、可拆卸等优点,是装配式组合梁优先选用的连接件。然而,用高强螺栓连接钢-混凝土组合梁时,常因抗滑移荷载低、混凝土抗拉强度低等原因,导致高强螺栓难以充分发挥其抗剪性能,因此,选用抗拉强度高、抗裂能力强的钢纤维混凝土代替普通混凝土,以充分发挥高强螺栓的抗剪性能、提高组合梁的抗剪承载力就显得势在必行。为此,本文以钢-钢纤维混凝土试件中高强螺栓连接件为研究对象,研究了高强螺栓的抗剪性能及其计算方法,主要内容包括:(1)钢纤维最佳体积掺量试验研究。由于影响钢纤维混凝土力学性能的因素较多,本文通过对不同体积掺量的钢纤维混凝土的力学性能进行试验研究,综合考虑钢纤维混凝土的力学性能和施工的可行性,确定了钢-钢纤维混凝土组合试件中钢纤维的最佳体积掺量为1%。(2)高强螺栓抗剪性能试验研究。依据高强螺栓预紧力、直径、抗拉强度及混凝土材料性能等方面的参数变化范围,设计了24个抗剪连接件的推出试件,并开展了试验研究,分析了试件的破坏模式、荷载-滑移曲线的特点,定义了表征高强螺栓抗剪性能的抗滑移荷载、初始抗剪刚度、滑移后刚度、极限抗剪承载力、极限滑移量等指标,定量研究了不同参数对高强螺栓抗剪性能的影响,对比了高强螺栓与栓钉抗剪性能的异同。在此基础上,分析了钢纤维混凝土对高强螺栓抗剪性能的影响,指出了钢纤维可提高混凝土劈裂强度、有效抑制裂缝的开展,从而明显提高了高强螺栓的极限抗剪承载力和滑移后刚度,增强了混凝土性能与连接件的匹配性,使高强螺栓优势得以充分发挥。(3)高强螺栓抗剪性能受力机理及影响因素的数值分析。基于钢-钢纤维混凝土中高强螺栓连接件的推出试验,进行了有限元数值仿真分析,验证了数值分析结果的正确性和可靠性。借助仿真模型,进一步探明了高强螺栓预紧力度、直径、强度等级和混凝土强度对其抗剪性能的影响,揭示了高强螺栓在剪力作用下的受力机理和破坏过程;采用正交设计方法,阐明了影响高强螺栓抗剪性能指标的显着性因素。(4)高强螺栓剪拔复合受力行为研究。基于高强螺栓连接钢-钢纤维混凝土组合试件在剪力和拉拔力共同作用下的试验研究,结合数值分析方法,分析了高强螺栓在剪拔复合作用下的受力机理和破坏过程,明确了拉拔力对其抗剪性能的影响。结果表明,受拉拔力的影响,高强螺栓的抗滑移荷载、初始抗剪刚度、极限抗剪承载力和滑移后刚度随拉拔力的增大而明显减小。(5)组合梁中高强螺栓受力行为的计算方法研究。基于高强螺栓推出试验,建立了组合梁的三维有限元模型,分析了组合梁中高强螺栓的抗剪性能,阐明了用推出试件结果来分析组合梁中高强螺栓的抗剪性能是安全的、可行的。在试验和数值分析的基础上,提出了钢-钢纤维混凝土组合梁中高强螺栓抗滑移荷载、初始抗剪刚度、滑移后刚度、极限抗剪承载力的计算公式;提出了剪拔复合作用下高强螺栓剪力与拉力相关作用计算式;通过拟合荷载-滑移曲线的试验结果,构建了高强螺栓荷载-滑移曲线关系的计算公式,具有较大的工程应用价值。
黄亮[6](2020)在《CFRP约束超高性能混凝土轴压与冲击力学行为及本构模型》文中进行了进一步梳理随着人们对建筑功能的要求不断提高,建筑工程正朝着更高、更长、更深的方向发展,对混凝土及其构件的各项性能指标提出了更高的要求。采用超高性能混凝土(UHPC),结合轻质高强耐腐蚀的碳纤维增强复合材料(CFRP),发展CFRP约束UHPC预制构件,可满足装配式建筑结构对小尺寸、高性能抗压构件的需求。然而,国内外集中于CFRP约束普通混凝土(NC)或高强度混凝土(HSC)的研究,关于CFRP约束UHPC的研究还非常有限,特别是CFRP约束UHPC抗冲击性能。为此,本文以CFRP约束UHPC为研究对象,采用试验研究和理论分析相结合的方法,探讨CFRP约束UHPC在单调轴压、单次循环轴压、重复循环轴压、冲击轴压和冲击劈裂下的力学行为,并建立相应极限状态的计算模型,主要内容和部分结论如下:(1)为优化UHPC的制备方法,采用宏观力学试验与微观测试相结合的方法,探讨不同配合比和养护条件对UHPC内部微观结构的影响,开展了UHPC流动度试验,轴压试验和扫描电子显微镜测试,分析了配合比和制备工艺对UHPC工作性能,抗压性能及其微观结构的影响规律以揭示UHPC的增强机制。研究结果表明:提高凝胶与骨料界面过渡区(ITZ)的密实度和强度是增强UHPC的关键;UHPC的抗压强度随着水胶比的提高先增大后降低;过高的砂胶率会造成UHPC的工作性能和抗压性能下降;掺入消泡剂可以有效提高UHPC的表观质量;掺入2.5%的钢纤维能大幅提高UHPC的抗压强度,并明显改善其脆性特征;高温养护能使UHPC的4 d抗压强度比常温养护提高约50%,但存在后期强度下降的可能。(2)开展CFRP约束UHPC单调轴压试验研究,探讨CFRP厚度对CFRP约束UHPC抗压强度、弹性模量、泊松比、应力应变关系和轴向-环向应变关系、破坏模式的影响规律。研究结果表明:二层CFRP约束UHPC在单调加载条件下极限应力和应变分别增大了1.4倍和3.5倍;CFRP约束UHPC的应力应变曲线和横向-环向应变曲线能被明确地区分为三个阶段,约束层数较低时会出现峰后应力损失的现象;无约束UHPC试件在达到极限状态前几乎没有弹塑性变形阶段,而CFRP约束UHPC随着约束层数的增多,第二上升阶段的斜率、极限应力和应变都明显增大,环向应变分布的不均匀的现象逐渐减缓,但轴向应变分布的不均匀的现象逐渐增大。(3)开展CFRP约束UHPC在单调轴压作用下的极限状态预测公式和应力应变模型的理论分析。通过收集现有针对CFRP约束混凝土代表性的计算模型,结合CFRP约束UHPC的试验结果,基于名义约束力提出了CFRP断裂应变预测公式和CFRP约束UHPC的极限状态预测公式。研究结果发现:CFRP约束UHPC的强度增强系数和应变增强系数与抗压强度呈比例关系,但现有的模型都在不同程度上低估了CFRP约束UHPC的轴向变形能力和环向断裂应变。(4)开展CFRP约束UHPC在轴向单次循环和重复循环荷载作用下的试验研究和理论分析,对CFRP约束UHPC在两种循环荷载作用下的应力应变行为、残余轴向应变,CFRP断裂应变等关键参数进行了分析,并修正了适用于CFRP约束UHPC在轴向循环荷载作用下的应力应变模型。研究结果表明:与单调轴压试验相比,CFRP约束UHPC在循环加载条件下的极限应力和应变略有提高,增幅均在10%之内;现有循环加载模型的无法准确地预测情CFRP约束UHPC的力学行为。(5)为探究CFRP约束UHPC的动态抗压性能,开展了分离式霍普金森压杆装置(SHPB)动态冲击加载试验,以此探讨应变率和约束厚度对试件的破坏模态、应变率、动态抗压强度等动态力学能的影响规律,并以应变率和约束率为自变量建立了适用于CFRP约束UHPC的动态抗压强度预测公式。研究结果表明:冲击气压从0.6MPa起每增加0.2MPa,无约束试件的动态抗压强度分别提高29%,35%和51%;一层约束试件分别提高9%,27%和34%;增加约束层数可使动态增强因子(DIF)随应变率的增幅下降;CEB-FIP模型高估了无约束和CFRP约束UHPC的动态抗压强度。(6)为了模拟CFRP约束UHPC抗侧向冲击性能,利用SHPB装置开展了CFRP约束UHPC冲击劈裂加载试验,探讨应变率和约束厚度对试件的破坏模态、应变率、动态劈裂抗拉强度和动态增强系数等动态力学能的影响规律,并以应变率和约束率为自变量建立了CFRP约束UHPC动态劈裂抗拉强度预测公式。研究结果表明:冲击气压从0.4MPa起每增加0.2MPa,无约束试件的动态劈裂抗拉强度分别提高5%,13%和38%;一层约束试件分别提高10%,33%和50%;动态劈裂抗拉强度随着应变率和约束层数的提高而提高,但增加约束层数可使DIF随应变率的增幅下降;CEB-FIP模型在一定程度上低估了无约束和CFRP约束UHPC的DIF。
李松[7](2019)在《高地应力环境下炭质板岩流变力学特性与硐室围岩大变形控制》文中提出随着基础设施建设的发展,高速公路和铁路不断向西部山区发展,高海拔地区山岭隧道围岩大变形问题变得常见,围岩发生大变形是与岩体本身岩性、地质赋存条件和地应力条件等因素有关的复杂力学行为,复杂的地下环境给研究工作带来困难,对隧道围岩大变形力学规律及其支护措施的研究目前仍具有重要意义。论文以丽香铁路长坪隧道炭质板岩地层围岩大变形为背景,开展炭质板岩物理力学试验和高围压条件下的加卸载流变力学试验,构建与炭质板岩蠕变特性相适应的硬化损伤蠕变模型,对蠕变模型进行FLAC3D二次开发,并结合长坪隧道围岩大变形处置试验监测结果进行支护方案优化和围岩长期稳定性数值分析,论文的主要研究工作如下:(1)设置0MPa、10MPa、20MPa、30MPa、40MPa五种不同围压,分别对干燥和饱和炭质板岩试样进行三轴压缩强度试验,分析试样的应力应变曲线特征,并分析饱水条件和围压条件对试样的弹性模量、泊松比、摩擦角和粘聚力等力学参数的影响。对干燥和饱和炭质板岩试样进行巴西劈裂试验,获取干燥和饱和试样的抗拉强度。分别对炭质板岩饱和试样进行单轴和40MPa围压条件下的循环加卸载试验,获取不同应力水平下试样的弹性模量和塑性应变的变化规律。(2)设置0MPa、20MPa、40MPa三种不同围压,对炭质板岩饱和试样分别进行分级加载和分级加卸载流变试验,分析不同应力水平下试样的蠕变和蠕变速率发展规律。对加卸载流变曲线进行应变分离,分析不同应力水平下试样的弹塑性应变和粘弹塑性应变的变化规律,进一步结合等时应力应变曲线建立相适应的非线性硬化损伤蠕变模型。基于蠕变模型的本构方程推导一维蠕变方程,并引入屈服函数进一步推导其三维蠕变方程,通过origin对蠕变模型进行参数辨识,验证蠕变模型的适用性,并进一步分析不同参数对模型的蠕变、蠕变速率和加速蠕变的影响规律。(3)依据流变试验所建立的蠕变模型,基于FLAC3D中的CVISC模型构建相对应的非线性硬化损伤蠕变模型-HDCVISC,通过设置三重应力面建立蠕变下限、长期强度和强度的关系,推导不同应力状态下的三维蠕变差分方程,在Visual Studio 2010 C++开发环境下,对HDCVISC模型进行二次开发,并利用HDCVISC模型进行三轴压缩蠕变数值模拟试验,对比室内试验蠕变曲线和模拟蠕变曲线,验证HDCVISC模型二次开发的有效性,同时进一步分析模型对损伤变量和弹塑性状态的响应效果。(4)针对依托工程长坪隧道现场施工中发生的围岩大变形及支护结构破坏情况,分析围岩大变形产生的原因,并对长坪隧道斜井工区大变形试验段进行围岩位移和支护结构应力监测,同时利用发明的孔隙水压力装置对衬砌水压力进行监测,分析大变形支护方案对围岩位移控制的效果,并结合监测结果分析大变形试验段的围岩压力分布和支护结构受力特点,据此提出相应的设计和施工改进措施。(5)进行隧道衬砌混凝土氯盐侵蚀试验,获取混凝土抗压强度与侵蚀时间的变化规律,建立能反映混凝土侵蚀时效的CEMC模型,并对CEMC模型进行FLAC3D二次开发。根据依托工程建立长坪隧道数值模型,通过数值模拟分析原支护方案和大变形支护方案的不足,并模拟分析钢纤维混凝土(SFRC)衬砌材料和断面参数优化对围岩位移的控制效果。利用CEMC模型对隧道支护结构的长期稳定性进行模拟分析,分析钢纤维混凝土(SFRC)的侵蚀效应和地下水的渗流效应对支护结构安全和围岩长期稳定性的影响。
张鲜维[8](2019)在《聚丙烯织物混凝土基本力学性能及破坏机理研究》文中提出工程建设中,人们常用掺加聚丙烯纤维的方法来改善混凝土的力学特性。聚丙烯纤维也是民用服装和工业用布的主要原材料,经聚丙烯纤维混纺而成的聚丙烯织物由于使用范围广、储量大、难分解,已经成为固体废弃物中废弃织物的重要组成部分。本文以废弃的聚丙烯织物为研究对象,分析了将其作为掺合料掺入混凝土中,对混凝土基体力学性能的影响,研究了聚丙烯织物代替聚丙烯纤维作为混凝土掺合料的可行性。主要研究成果如下:(1)分析了相同混凝土基体配合比、不同织物/纤维掺量条件下,聚丙烯织物混凝土、聚丙烯纤维混凝土相对于普通混凝土的拌制方法和拌合物性能的差异。研究发现,聚丙烯织物混凝土的拌制方法和普通混凝土基本一致,拌合物性能也与普通混凝土无显着差别,加入不同掺量的织物使混凝土的坍落度降低1.5%~7.5%,较同掺量聚丙烯纤维混凝土提高了3%~14%左右,织物掺量的改变对和易性影响不显着,说明聚丙烯织物混凝土较聚丙烯纤维混凝土具有更好的和易性,更利于施工。(2)基于自制的断裂触发系统,研究了聚丙烯织物混凝土、聚丙烯纤维混凝土受压破坏时的瞬态裂缝发展规律。从能量吸收角度分析了不同织物/纤维掺量、不同养护龄期下聚丙烯织物混凝土和聚丙烯纤维混凝土在受到压缩荷载持续作用时,其损伤发展各阶段相对于普通混凝土能量吸收能力的变化规律。研究发现,在不同的养护龄期下,0.9 kg/m3织物掺量的聚丙烯织物混凝土比其他掺量表现出更高的起裂强度和峰值强度,且较聚丙烯纤维混凝土表现出一定的脆性特征;随着织物掺量的不同,聚丙烯织物混凝土的抗压性能发生变化,较大的织物掺量(1.2 kg/m3和1.5 kg/m3)会使织物混凝土在标准养护龄期(28天)之前强度较低,不利于早龄期材料力学性能的发挥。(3)从抗折和抗劈裂能量吸收角度分析了不同龄期、织物/纤维掺量的聚丙烯织物混凝土和聚丙烯纤维混凝土在受到弯曲、劈裂荷载作用时的破坏特点,以及各损伤发展阶段的能量吸收能力相对于普通混凝土的变化规律。研究发现,聚丙烯织物可使混凝土的抗折和抗劈裂韧度提高,但仍低于同掺量的聚丙烯纤维混凝土;当织物掺量≥0.9 kg/m3时,提高织物掺量(1.2 kg/m3和1.5 kg/m3)对抗折性能的提升具有反作用,但是却有利于抗劈裂性能的提升;龄期的增加使混凝土基体的脆性特征变得明显,不同的织物和纤维掺量对混凝土抗折和抗劈裂性能的提升增幅随龄期的增加逐渐减少,0.9 kg/m3的织物和纤维掺量的提升作用较同类其他掺量明显。(4)基于聚丙烯织物混凝土单轴受压应力—应变关系,以及Hogenestand和过镇海提出的混凝土单轴受压本构模型,建立了不同养护龄期、不同织物掺量的聚丙烯织物混凝土单轴受压本构模型,并通过改进的差分进化算法确定了本构模型中的相关系数。同时,构建了聚丙烯织物/纤维混凝土抗压—抗折强度、抗压—抗劈裂强度之间的换算关系,以及织物/纤维混凝土抗压强度、弹性模量与养护龄期、织物/纤维掺量的之间数学关系。研究发现,养护龄期和织物/纤维掺量对应力—应变曲线下降段的影响程度明显大于上升段;二者对材料抗压—抗折强度关系,以及抗压—抗劈裂强度关系均存在影响,但无明显规律;聚丙烯织物混凝土抗压强度与弹性模量的关系与普通混凝土近似,二者与聚丙烯纤维混凝土有较大差别。本文对比分析了不同养护龄期、不同织物/纤维掺量下,聚丙烯织物和聚丙烯纤维对混凝土基体力学性能的改变规律,揭示了织物—混凝土基体、纤维—混凝土基体增强作用的内在机理,本研究为织物混凝土力学性能分析、废弃织物的循环再利用提供了科学依据和新思路。
张朋[9](2019)在《开裂纤维混凝土隧道管片的渗透试验与机理研究》文中研究表明现阶段一般钢筋混凝土隧道管片在力学性能、抗渗阻裂等方面表现不足,而纤维混凝土隧道管片具有良好的力学性能、优异的耐久性能等特性,弥补了钢筋混凝土管片的缺陷。为了分析纤维混凝土隧道管片的渗透性能,研究纤维混凝土渗透系数的影响因素,分析纤维混凝土在开裂情况下渗透性能,本文做了如下工作。本文主要通过纤维混凝土的常规力学性能试验对立方体抗压强度和静力受压弹性模量进行分析,分析不同的纤维种类和纤维掺量对抗压强度和弹性模量的影响变化规律;通过巴西圆盘劈裂试验,模拟纤维混凝土在正常施工和使用过程中的裂缝扩展,分析在单掺聚丙烯纤维、单掺钢纤维及这两种纤维混杂时对平均裂缝宽度的变化规律;通过对开裂纤维混凝土进行渗透试验,测量其渗透系数,通过对开裂纤维混凝土的渗透系数分析,总结影响开裂纤维混凝土渗透性能的因素。通过一系列的试验和分析得出以下结论:1.单掺聚丙烯纤维对抗压强度的提高并不显着,提高的程度大约在5%范围内;单掺钢纤维时,立方体抗压强度随着钢纤维掺量的增加而逐渐增长,当钢纤维掺量为46.8 kg/m3时,钢纤维混凝土的抗压强度最大;混掺纤维混凝土的抗压强度要优于单掺某一种纤维的混凝土强度。2.通过纤维混凝土巴西圆盘劈裂试验,结果发现,与普通混凝土相比,纤维混凝土的裂缝宽度减小。其中钢纤维和混杂纤维的阻裂效果较好,裂缝的减小程度最大的就是钢纤维掺量31.2kg/m3的S1钢纤维混凝土。3.开裂纤维混凝土渗透试验结果表明,随着纤维掺量的增加,聚丙烯纤维混凝土的渗透系数减小,表明聚丙烯纤维的抗渗性能提高;当单掺钢纤维时,钢纤维对混凝土的渗透性能影响也呈现正相关变化规律,在钢纤维掺量78 kg/m3时,抗渗性能最优异。4.基于混凝土断裂力学的理论,引入开裂纤维混凝土的断裂参数,同时寻找渗透系数与断裂参数之间的相关性,利用数据分析软件对渗透系数和断裂参数的相关曲线进行回归分析,得出渗透系数和断裂参数两者的数学表达式。通过断裂参数的引入,完成了开裂纤维混凝土的渗透性量化。图[59]表[12]参[62]
李元丰[10](2019)在《废弃轮毂纤维混凝土的力学性能研究》文中研究指明近年来,随着汽车制造业的飞速发展,废弃轮胎越来越多,由此引发的资源和环境等问题逐渐成为了社会关注的焦点。与此同时,混凝土的造价居高不下,采用新产钢纤维增强效果虽好,但是其成本偏高。因此,能将废弃汽车轮胎加以加工制成废弃轮毂纤维代替钢纤维在混凝土中发挥增强增韧的作用,将会带来巨大的经济效益和社会效益。依据现有的钢纤维混凝土相关规范中对钢纤维混凝土试验变量选择的规定,本文以废弃轮毂纤维体积率(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)、长径比(40、60、80、100)为变量,对拌合物的和易性和混凝土的强度展开研究。又通过轴压试验和小梁弯曲试验,研究废弃轮毂纤维混凝土的本构关系和弯曲特性。最后运用ABAQUS CAE进行有限元模拟分析。本文的主要内容包括以下几个方面:1)对原材料进行基本物理性质试验,得出废弃轮毂纤维的长度、直径、密度和极限抗拉强度,细集料和粗骨料的含泥量、压碎值等指标;2)通过对17组不同配合比拌合物的坍落度进行试验研究,探讨了废弃轮毂纤维混凝土拌合物的和易性随纤维体积率、纤维长径比的变化规律;3)对标准养护28d后的17组立方体试件(150mm×150mm×150mm)、17组圆柱体试件(Φ150mm×300mm)和17组棱柱体试件(550mm×150mm×150mm)分别进行抗压、劈裂和抗折强度试验。通过试验结果和试验破坏形态,研究废弃轮毂纤维混凝土的抗压、抗拉和抗折强度随纤维体积率、纤维长径比的变化规律,并对废弃轮毂纤维在混凝土中的作用机理展开分析;4)采用WWS-1000B微机控制电液伺服万能材料试验机进行圆柱体试件单轴压缩试验,分析不同纤维体积率下废弃轮毂纤维混凝土的应力-应变关系;对纤维体积率1.0%、长径比80(注:此为前文试验结论得出的最佳纤维体积率和长径比)的试件的应力应变散点图进行拟合修正,推导了废弃轮毂纤维混凝土的本构方程;根据应力应变图计算各体积率下的混凝土弹性模量,并分析纤维体积率对混凝土弹性模量的影响;5)按最佳纤维体积率和最佳纤维长径比,制备废弃轮毂纤维混凝土小梁,进行弯曲试验,分析其弯曲过程中荷载(力)和挠度(位移)的变化规律,取素混凝土作对比。在试验基础上,利用大型通用有限元软件ABAQUS对废弃轮毂纤维混凝土小梁受弯性能进行非线性分析,将数值分析结果与试验结果进行对比,研究了废弃轮毂纤维混凝土受弯过程中,其应力的分布状态。
二、混凝土与纤维混凝土的劈裂试验及损伤描述(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、混凝土与纤维混凝土的劈裂试验及损伤描述(论文提纲范文)
(1)尼龙纤维混凝土损伤渗透及裂缝几何特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 纤维混凝土研究现状 |
1.2.1 尼龙纤维混凝土研究现状 |
1.2.2 纤维织物混凝土研究现状 |
1.3 混凝土损伤渗透特性研究现状 |
1.4 主要研究内容及技术路线图 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线图 |
2 试验概况及渗透定律 |
2.1 主要材料及混凝土配合比 |
2.2 劈裂试验 |
2.3 渗透试验 |
2.4 渗透定律 |
2.4.1 泊肃叶定律 |
2.4.2 渗流规律的量纲分析法 |
2.5 本章小结 |
3 粗糙裂缝表面几何形态分析 |
3.1 引言 |
3.2 粗糙度系数法 |
3.3 数理统计法 |
3.3.1 参数Z_2与JRC的关系 |
3.3.2 投影覆盖法 |
3.4 分形维数法 |
3.5 本章小结 |
4 变水头下尼龙纤维对混凝土渗透特性的影响 |
4.1 引言 |
4.2 劈裂试验结果分析 |
4.3 渗透试验结果分析 |
4.4 不同水压下流量的变化规律 |
4.4.1 Forchheimer定律 |
4.4.2 不同水压下流量的变化分析 |
4.4.3 线性系数A和非线性系数B的变化规律 |
4.4.4 渗流流态的判别 |
4.5 本章小结 |
5 裂缝形态对混凝土渗透特性的影响 |
5.1 引言 |
5.2 裂隙面粗糙特征参数与混凝土渗透特性的相互关系 |
5.2.1 纤维对裂隙面粗糙特征参数的影响分析 |
5.2.2 粗糙特征参数与渗透率的相互关系 |
5.3 分形维数与混凝土渗透特性的相互关系 |
5.3.1 纤维对裂隙面分形维的影响分析 |
5.3.2 分形维数与渗透率的相互关系 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(2)纤维混凝土静动态力学性能与纤维作用效果分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究的背景与意义 |
1.2 纤维混凝土研究现状 |
1.2.1 纤维混凝土的发展 |
1.2.2 纤维混凝土动态性能研究现状 |
1.2.3 常用纤维介绍 |
1.3 混凝土动态试验加载设备发展现状 |
1.3.1 液压试验装置 |
1.3.2 落锤试验装置 |
1.3.3 射弹试验装置 |
1.3.4 SHPB压杆试验装置 |
1.4 断裂动力学计算理论研究现状 |
1.4.1 断裂动力学概述 |
1.4.2 断裂动力学的运动方程解法 |
1.4.3 弹性波与裂纹 |
1.5 本文的主要研究思路 |
第2章 混凝土冲击试验设计与理论基础 |
2.1 试验设计 |
2.1.1 试验目的 |
2.1.2 试验组设计 |
2.2 SHPB试验系统理论基础 |
2.2.1 SHPB试验基本原理 |
2.2.2 SHPB试验注意事项 |
2.2.3 脆性材料的SHPB试验特性 |
2.3 巴西劈裂试验理论基础 |
2.3.1 试验原理 |
2.3.2 拉伸强度影响因素 |
2.4 数字图像相关技术理论基础 |
2.4.1 数字图像相关方法的优势 |
2.4.2 数字图像相关方法的基本原理 |
第3章 纤维混凝土在冲击荷载下的动态力学性能分析 |
3.1 试验准备 |
3.1.1 试件制备 |
3.1.2 试验设备与试验现场布置 |
3.2 试验基本现象与数据获取 |
3.2.1 试件破坏现象分析 |
3.2.2 试验数据获取 |
3.3 纤维混凝土动态强度分析 |
3.4 纤维混凝土动态断裂韧性分析 |
3.4.1 断裂韧性 |
3.4.2 动态断裂韧性 |
3.5 本章小结 |
第4章 细宏观裂纹模型研究与纤维增强机理分析 |
4.1 前言 |
4.2 细宏观尺度裂纹模型 |
4.2.1 细观尺度微裂纹模型与损伤计算 |
4.2.2 宏观尺度黏聚裂纹模型与损伤计算 |
4.2.3 基于损伤理论的纤维作用分析 |
4.3 纤维增强机理与纤维混凝土抗拉强度计算式 |
4.3.1 基于复合材料理论的纤维增强机理研究 |
4.3.2 基于纤维间距理论的纤维增强机理研究 |
4.3.3 纤维的界面粘结性能 |
4.3.4 纤维混凝土抗拉强度计算式的对比与校验 |
4.4 本章小结 |
第5章 裂纹梁的模态分析及纤维作用效果 |
5.1 前言 |
5.2 含裂纹悬臂梁计算模型 |
5.3 含裂纹悬臂梁有限元模态分析 |
5.3.1 基本计算参数与模型 |
5.3.2 模拟数据分析 |
5.3.3 纤维混凝土在裂纹梁上的应用效果分析 |
5.4 裂纹面上纤维桥联力的有限元模拟分析 |
5.4.1 基本计算参数与模型 |
5.4.2 分析程序编写 |
5.4.3 模拟结果分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
致谢 |
(3)硫酸盐侵蚀条件下纤维素纤维混凝土力学性能试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 混凝土受硫酸钠溶液侵蚀的劣化机理 |
1.2.1 水泥水化过程和产物 |
1.2.2 侵蚀过程中主要的化学反应 |
1.2.3 主要化学产物对混凝土的侵蚀 |
1.2.4 硫酸钠溶液结晶侵蚀机理 |
1.3 混凝土硫酸盐侵蚀试验研究现状 |
1.4 本文研究内容 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线图 |
2 试件制作与试验方法 |
2.1 主要原材料 |
2.2 配合比设计 |
2.3 试件制作及养护 |
2.4 力学试验方法 |
2.4.1 立方体抗压试验 |
2.4.2 立方体劈裂试验 |
2.4.3 棱柱体抗弯试验 |
2.4.4 单轴受压试验 |
2.5 硫酸盐侵蚀与干湿循环试验方法 |
2.5.1 混凝土的质量损失测定 |
2.5.2 混凝土抗压强度耐蚀系数 |
2.5.3 混凝土劈裂强度耐蚀系数 |
3 纤维素纤维混凝土基本力学性能试验研究 |
3.1 抗压强度 |
3.2 抗弯强度和劈裂强度 |
3.3 本章小结 |
4 纤维素纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验研究 |
4.1 纤维素纤维掺量对纤维素纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响 |
4.1.1 质量损失 |
4.1.2 抗压强度耐蚀系数 |
4.2 硫酸盐溶液浓度对纤维素纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响 |
4.2.1 外观损伤现象分析 |
4.2.2 质量损失 |
4.2.3 抗压强度耐蚀系数 |
4.2.4 劈裂抗拉强度耐蚀系数 |
4.3 粉煤灰掺量对纤维素纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响 |
4.3.1 表观现象 |
4.3.2 质量损失 |
4.3.3 抗压强度耐蚀系数 |
4.3.4 劈裂抗拉强度耐蚀系数 |
4.4 本章小结 |
5 侵蚀条件下纤维素纤维混凝土的应力—应变关系 |
5.1 不同硫酸盐浓度下纤维素纤维混凝土侵蚀后的应力—应变关系 |
5.2 不同粉煤灰掺量下纤维素纤维混凝土侵蚀后的应力—应变关系 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(4)BFRC力学性能试验研究及其本构模型的BP神经网络预测(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 纤维混凝土 |
1.2.2 纤维混凝土的分类及其性能 |
1.2.3 纤维混凝土增强机理研究 |
1.3 玄武岩纤维混凝土性能及研究现状 |
1.3.1 玄武岩岩石 |
1.3.2 玄武岩纤维性能及概述 |
1.3.3 玄武岩纤维混凝土研究现状 |
1.4 研究内容和技术路线图 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线图 |
第二章 玄武岩纤维混凝土配合比设计 |
2.1 引言 |
2.2 试验原材料 |
2.2.1 水泥 |
2.2.2 骨料的选择 |
2.2.3 粉煤灰 |
2.2.4 减水剂 |
2.2.5 水 |
2.2.6 玄武岩纤维 |
2.3 纤维混凝土配合比设计流程 |
2.3.1 配合比设计 |
2.3.2 纤维掺入方法 |
2.4 BFRC配合比设计试验 |
2.4.1 试验配合比 |
2.4.2 试件设计 |
2.4.3 试件的制作与养护 |
2.5 BFRC工作性能试验 |
2.6 本章小结 |
第三章 BFRC的力学性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 BFRC单轴抗压强度试验 |
3.2.1 试验方法及过程 |
3.2.2 结果分析 |
3.2.3 破坏形态分析 |
3.3 BFRC劈裂抗拉强度试验 |
3.3.1 试验方法及过程 |
3.3.2 劈裂抗拉强度的原理及计算方法 |
3.3.3 试验结果分析 |
3.3.4 破坏模式分析 |
3.4 BFRC常规三轴压缩试验 |
3.4.1 常规三轴压缩试验设计方法 |
3.4.2 应力应变曲线分析 |
3.4.3 试验现象与结果分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于BP神经网络的BFRC本构模型 |
4.1 引言 |
4.2 人工神经网络以及BP神经网络 |
4.2.1 人工神经网络 |
4.2.2 BP神经网络 |
4.3 BFRC本构模型的建立 |
4.3.1 训练样本的选取 |
4.3.2 样本数据的归一化处理 |
4.3.3 神经网络隐含层层数以及其神经元数目的确定 |
4.3.4 其他参数的确定 |
4.4 BFRC本构模型运行结果分析 |
4.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间的学术成果 |
致谢 |
(5)钢-钢纤维混凝土组合梁中高强螺栓抗剪性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 钢-混凝土组合梁的应用及研究现状 |
1.2.1 钢-混凝土组合梁的应用现状 |
1.2.2 钢-混凝土组合梁的研究概况 |
1.3 剪力连接件的研究概况 |
1.3.1 剪力连接件的形式 |
1.3.2 剪力连接件的研究现状 |
1.4 存在问题及本文工作 |
1.4.1 目前存在的问题 |
1.4.2 本文的主要研究内容 |
1.4.3 本文的创新性及技术路线 |
第二章 钢纤维混凝土基本力学性能试验研究 |
2.1 概述 |
2.2 钢纤维混凝土轴压力学性能试验过程 |
2.2.1 原材料选用 |
2.2.2 配合比设计 |
2.2.3 试件的浇筑和养护 |
2.2.4 试验设备 |
2.3 试验结果及分析 |
2.3.1 坍落度 |
2.3.2 立方体抗压强度 |
2.3.3 劈裂抗拉强度 |
2.3.4 轴压应力-应变曲线 |
2.3.5 弹性模量和泊松比 |
2.4 本章小结 |
第三章 钢-钢纤维混凝土组合试件中高强螺栓抗剪性能的试验研究 |
3.1 概述 |
3.2 高强螺栓在剪力作用下的试验研究 |
3.2.1 试验设计 |
3.2.2 受力全过程及破坏形态分析 |
3.2.3 抗剪性能指标分析 |
3.3 钢纤维混凝土组合试件中高强螺栓剪拔性能模型试验及分析 |
3.3.1 试件分组及构造 |
3.3.2 剪拔试验加载及测试方法 |
3.3.3 剪拔试验测试结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 高强螺栓抗剪性能的数值模拟分析 |
4.1 概述 |
4.2 高强螺栓在剪力作用下传力机理分析 |
4.2.1 有限元建模 |
4.2.2 试验结果与计算结果的比较分析 |
4.2.3 高强螺栓抗剪传力机理分析 |
4.3 高强螺栓在剪拔复合作用下抗剪性能的有限元分析 |
4.3.1 有限元模型 |
4.3.2 模型计算结果和试验结果的比较分析 |
4.3.3 剪拔复合作用下高强螺栓的受力机理分析 |
4.3.4 剪拔复合作用对高强螺栓抗剪性能的影响程度 |
4.4 高强螺栓抗剪性能的参数灵敏度分析 |
4.4.1 正交试验设计方法与参数取值 |
4.4.2 数值模拟计算结果分析 |
4.4.3 影响因素的灵敏度分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 钢-钢纤维混凝土组合梁中高强螺栓抗剪性能的计算方法研究 |
5.1 概述 |
5.2 组合梁中高强螺栓抗剪性能的有限元分析 |
5.2.1 钢-混凝土组合梁中高强螺栓抗剪性能的有限元分析 |
5.2.2 钢-钢纤维混凝土组合梁中高强螺栓抗剪性能的有限元分析 |
5.2.3 高强螺栓在不同混凝土组合梁中抗剪性能指标分析 |
5.3 高强螺栓抗剪承载力设计计算方法研究 |
5.3.1 抗滑移荷载的计算方法 |
5.3.2 极限抗剪承载力的计算方法 |
5.3.3 高强螺栓在剪拔复合作用下的抗剪承载力 |
5.3.4 组合梁中高强螺栓连接件的设计方法 |
5.4 高强螺栓抗剪刚度的计算方法 |
5.5 高强螺栓荷载-滑移曲线关系研究 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 进一步研究工作 |
参考文献 |
附录 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(6)CFRP约束超高性能混凝土轴压与冲击力学行为及本构模型(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
物理量名称及符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外相关研究进展 |
1.2.1 超高性能混凝土抗压性能 |
1.2.2 复材约束超高性能混凝土抗压性能 |
1.2.3 复材约束超高性能混凝土抗冲击性能 |
1.2.4 小结 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第二章 超高性能混凝土的研制与宏微观性能特征 |
2.1 引言 |
2.2 UHPC原材料 |
2.2.1 胶凝材料 |
2.2.2 骨料 |
2.2.3 外加剂 |
2.2.4 钢纤维 |
2.3 UHPC制备方法 |
2.3.1 搅拌方法 |
2.3.2 养护方法 |
2.4 UHPC测试方法 |
2.4.1 流动度测试方法 |
2.4.2 抗压强度测试方法 |
2.4.3 扫描电镜微观分析 |
2.5 配合比和制备方法变量设计 |
2.6 UHPC基本力学性能与微观结构 |
2.6.1 水胶比 |
2.6.2 硅砂 |
2.6.3 钢纤维 |
2.6.4 消泡剂 |
2.6.5 浇筑工艺 |
2.6.6 尺寸效应 |
2.6.7 养护工艺和混凝土龄期 |
2.7 本章小结 |
第三章 FRP约束超高性能混凝土单调轴压试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验概况 |
3.2.1 UHPC制作方法 |
3.2.2 CFRP包裹方法 |
3.2.3 试验变量组设计 |
3.2.4 测量方法与加载方法 |
3.3 单调轴压试验结果与分析 |
3.3.0 试验数据结果 |
3.3.1 破坏模态 |
3.3.2 应力应变关系定义 |
3.3.3 应力应变曲线分析 |
3.3.4 横向应变-纵向应变曲线分析 |
3.3.5 轴向应变分析 |
3.3.6 环向应变分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 CFRP约束超高性能混凝土极限状态和本构关系理论分析 |
4.1 引言 |
4.2 试验数据结果与分析 |
4.2.1 试验数据结果 |
4.2.2 极限应力分析 |
4.2.3 极限应变分析 |
4.3 现有应力应变曲线模型和对比分析 |
4.3.1 模型的挑选标准和误差统计指标 |
4.3.2 模型对比分析 |
4.4 现有极限状态预测公式与建立 FRP 约束 UHPC 试验数据库 |
4.4.1 极限状态预测公式和试验数据的选择标准 |
4.4.2 极限状态下应力和应变的预测公式 |
4.4.3 FRP 约束 UHPC 试验数据库 |
4.5 建立 FRP 约束 UHPC 极限状态预测公式 |
4.5.1 极限抗压强度预测公式 |
4.5.2 极限轴向应变预测公式 |
4.5.3 环向应变削减系数预测公式 |
4.6 本章小结 |
第五章 CFRP约束超高性能混凝土循环轴压试验研究与理论分析 |
5.1 引言 |
5.2 试验概况 |
5.2.1 试件制作 |
5.2.2 试验方法 |
5.3 循环轴压试验结果与分析 |
5.3.1 试验结果 |
5.3.2 破坏模态 |
5.3.3 应力应变曲线 |
5.3.4 残余应变 |
5.4 修正循环加载应力-应变模型 |
5.4.1 Lam and Teng循环加载应力应变模型 |
5.4.2 包络曲线预测分析 |
5.4.3 下降段曲线预测分析 |
5.4.4 再加载段曲线预测分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 CFRP 约束超高性能混凝土轴压冲击试验研究与理论分析 |
6.1 引言 |
6.2 霍普金森杆试验技术 |
6.2.1 霍普金森杆试验装置 |
6.2.2 霍普金森杆试验原理 |
6.2.3 霍普金森杆试验要点 |
6.3 试验概况 |
6.3.1 试验设计 |
6.3.2 试件制作 |
6.3.3 拟静态试验步骤及测试内容 |
6.3.4 冲击试验步骤及测试内容 |
6.3.5 试验数据处理方式 |
6.4 静态试验结果与分析 |
6.4.1 静态轴压试验结果 |
6.4.2 应力应变曲线 |
6.4.3 抗压强度 |
6.4.4 弹性模量 |
6.4.5 韧性 |
6.5 冲击试验结果与分析 |
6.5.1 冲击试验结果 |
6.5.2 破坏模态 |
6.5.3 动态应力应变曲线 |
6.5.4 应变率 |
6.5.5 动态抗压强度 |
6.5.6 动态刚度 |
6.5.7 动态韧性 |
6.6 建立 FRP 约束 UHPC 动态抗压强度预测公式 |
6.6.1 无约束混凝土动态增强因子模型 |
6.6.2 CFRP约束UHPC的动态抗压强度预测模型 |
6.7 本章小结 |
第七章 CFRP约束超高性能混凝土动态劈裂试验与理论分析 |
7.1 引言 |
7.2 试验概况 |
7.2.1 试验设计 |
7.2.2 试件制作 |
7.2.3 静态试验步骤及测试内容 |
7.2.4 冲击试验步骤及测试内容 |
7.2.5 试验数据处理方式 |
7.3 静态试验结果与分析 |
7.3.1 静态劈裂试验结果 |
7.3.2 破坏模态 |
7.3.3 静态劈裂抗拉强度 |
7.4 冲击试验结果与分析 |
7.4.0 冲击试验结果 |
7.4.1 破坏模态 |
7.4.2 时间-动态劈裂抗拉应力曲线 |
7.4.3 应变率 |
7.4.4 动态劈裂抗拉强度 |
7.5 建立CFRP约束UHPC动态抗劈裂抗拉强度预测公式 |
7.5.1 无约束混凝土动态增强因子模型 |
7.5.2 CFRP约束UHPC的动态抗拉强度预测模型 |
7.6 本章小结 |
结论与展望 |
研究结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术成果 |
致谢 |
附录1 |
(7)高地应力环境下炭质板岩流变力学特性与硐室围岩大变形控制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 岩石流变试验研究进展 |
1.3 岩石流变本构关系及数值模型研究现状 |
1.3.1 岩石流变本构关系研究现状 |
1.3.2 蠕变数值模型二次开发研究现状 |
1.4 隧道围岩大变形控制研究现状 |
1.5 主要研究内容与研究路线 |
1.5.1 主要研究内容 |
1.5.2 研究路线 |
第二章 炭质板岩物理力学试验 |
2.1 引言 |
2.2 三轴压缩试验 |
2.2.1 试样制备 |
2.2.2 试验方案 |
2.2.3 应力应变特征 |
2.2.4 强度参数分析 |
2.2.5 试样破坏形态 |
2.3 巴西劈裂试验 |
2.3.1 试验方案 |
2.3.2 试验结果 |
2.4 循环加卸载试验 |
2.4.1 试验方案 |
2.4.2 试验结果分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 炭质板岩流变力学试验及蠕变模型 |
3.1 试验方案 |
3.2 分级加载和分级加卸载流变试验 |
3.2.1 分级加载蠕变试验 |
3.2.2 分级加卸载蠕变试验 |
3.2.3 应变分量分析 |
3.2.4 等时应力-应变关系 |
3.3 非线性蠕变模型与参数辨识 |
3.3.1 蠕变模型的建立 |
3.3.2 蠕变本构方程 |
3.3.3 三维蠕变方程 |
3.3.4 蠕变模型参数辨识 |
3.3.5 参数影响规律分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 硬化损伤蠕变模型FLAC3D二次开发 |
4.1 硬化损伤蠕变模型的差分形式 |
4.1.1 FLAC3D蠕变模型的构建 |
4.1.2 受力与变形一般表达式 |
4.1.3 三维蠕变差分方程 |
4.1.4 关于粘塑性应变和损伤变量 |
4.2 HDCVISC模型FLAC3D二次开发 |
4.2.1 FLAC3D二次开发的方法 |
4.2.2 自定义模型编写过程 |
4.2.3 核心程序 |
4.3 模型验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 高地应力炭质板岩地下硐室围岩大变形控制 |
5.1 工程概况 |
5.1.1 水文地质条件 |
5.1.2 原设计支护结构 |
5.1.3 围岩大变形情况 |
5.2 围岩大变形特征与成因分析 |
5.2.1 围岩大变形特征 |
5.2.2 围岩大变形成因 |
5.3 围岩大变形处置试验 |
5.3.1 试验段支护结构 |
5.3.2 试验段施工监测方案 |
5.3.3 位移监测结果分析 |
5.3.4 应力监测结果分析 |
5.3.5 试验效果评价与改进措施 |
5.4 本章小结 |
第六章 高地应力炭质板岩地下硐室长期稳定性数值分析 |
6.1 数值模拟方案 |
6.2 模型建立 |
6.2.1 CEMC模型开发 |
6.2.2 隧道模型建立 |
6.2.3 参数选取 |
6.3 支护方案优化数值分析 |
6.3.1 原支护方案数值分析 |
6.3.2 大变形支护方案数值分析 |
6.3.3 新型衬砌材料的应用分析 |
6.3.4 断面参数的进一步分析 |
6.4 长期稳定性分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论与创新点 |
7.1.1 主要结论 |
7.1.2 论文创新点 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录 A:攻读博士学位期间的科研成果 |
附录 B:HDCVISC模型核心程序 |
致谢 |
(8)聚丙烯织物混凝土基本力学性能及破坏机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 聚丙烯纤维与织物混凝土国内外研究现状 |
1.2.1 聚丙烯纤维混凝土的国内外发展及应用 |
1.2.2 织物混凝土的发展及应用 |
1.3 织物及纤维与混凝土基体的作用 |
1.4 研究内容 |
1.5 主要创新点 |
2 聚丙烯织物混凝土抗压性能研究 |
2.1 试件的制作及试验方案 |
2.1.1 原材料 |
2.1.2 试件制作及养护 |
2.1.3 抗压试验方案 |
2.2 不同龄期聚丙烯织物混凝土力学性能研究 |
2.2.1 基本假设 |
2.2.2 龄期14天时抗压性能研究 |
2.2.3 龄期28天时抗压性能研究 |
2.2.4 龄期60天时抗压性能研究 |
2.3 综合抗压性能对比分析 |
2.3.1 破坏前性能研究 |
2.3.2 破坏后性能研究 |
2.3.3 抗压韧性研究 |
2.3.4 抗压破坏形态分析 |
2.3.5 不同聚丙烯织物/纤维掺量对混凝土抗压性能影响 |
2.4 抗压瞬态裂缝特征定量分析 |
2.4.1 超高速成像系统 |
2.4.2 断裂触发系统及设计原理 |
2.4.3 试验结果分析 |
2.5 本章小结 |
3 聚丙烯织物混凝土抗折性能研究 |
3.1 试件的制作及试验方案 |
3.1.1 试件制作及养护 |
3.1.2 抗折试验方案 |
3.2 不同龄期聚丙烯织物混凝土抗折力学性能研究 |
3.2.1 基本假设 |
3.2.2 龄期14天时抗折性能研究 |
3.2.3 龄期28天时抗折性能研究 |
3.2.4 龄期60天时抗折性能研究 |
3.3 综合抗折性能对比分析 |
3.3.1 破坏前后性能研究 |
3.3.2 抗折韧性研究 |
3.3.3 抗折破坏形态分析 |
3.3.4 不同聚丙烯织物/纤维掺量对混凝土抗折性能影响 |
3.4 本章小结 |
4 聚丙烯织物混凝土抗劈裂性能研究 |
4.1 试件的制作及试验方案 |
4.1.1 试件制作及养护 |
4.1.2 抗劈裂性能试验 |
4.2 不同龄期聚丙烯织物混凝土抗折力学性能研究 |
4.2.1 基本假设 |
4.2.2 龄期14天时抗劈裂性能研究 |
4.2.3 龄期28天时抗劈裂性能研究 |
4.2.4 龄期60天时抗劈裂性能研究 |
4.3 综合抗劈裂性能对比分析 |
4.3.1 破坏前后性能研究 |
4.3.2 抗劈裂韧性研究 |
4.3.3 抗劈裂破坏形态分析 |
4.3.4 不同聚丙烯织物/纤维掺量对混凝土抗劈裂性能影响 |
4.4 本章小结 |
5 聚丙烯织物混凝土单轴受压本构模型及力学性能指标分析 |
5.1 聚丙烯织物混凝土单轴受压本构模型研究 |
5.2 力学性能指标分析及换算 |
5.2.1 抗压强度与抗折强度、抗劈裂强度的换算关系 |
5.2.2 抗压强度与弹性模量的换算关系 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的科研成果 |
(9)开裂纤维混凝土隧道管片的渗透试验与机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究目标与内容 |
1.4 创新点 |
2 纤维混凝土的基本力学性能试验 |
2.1 引言 |
2.2 试验概况 |
2.2.1 试验原材料 |
2.2.2 试验主要仪器 |
2.2.3 试件配合比设计 |
2.2.4 试件的制作 |
2.3 纤维混凝土的立方体抗压强度试验 |
2.4 纤维混凝土的静力受压弹性模量试验 |
2.5 本章小结 |
3 纤维混凝土巴西圆盘劈裂试验 |
3.1 引言 |
3.2 巴西圆盘劈裂试验 |
3.2.1 试验主要仪器 |
3.2.2 试件制作 |
3.2.3 混凝土取芯机的安装 |
3.2.4 纤维混凝土试件取芯及切割 |
3.2.5 试验过程 |
3.3 试验结果与分析 |
3.4 本章小结 |
4 开裂纤维混凝土渗透试验 |
4.1 引言 |
4.2 开裂纤维混凝土渗透试验 |
4.2.1 试验主要设备 |
4.2.2 试验试件及相关材料 |
4.3 渗透试验步骤 |
4.4 开裂纤维混凝土渗透试验原理与结果分析 |
4.4.1 纤维的掺量对纤维混凝土的渗透性能影响 |
4.4.2 纤维的类型对纤维混凝土的渗透性能影响 |
4.5 本章小结 |
5 基于断裂力学的开裂纤维混凝土的渗透机理研究 |
5.1 引言 |
5.2 混凝土断裂理论 |
5.3 纤维混凝土断裂参数 |
5.3.1 纤维混凝土的失稳断裂韧度K_(IC)~(un) |
5.3.2 纤维混凝土的失稳断裂韧度K_(IC)~(un) 与纤维掺量的关系 |
5.4 纤维混凝土的断裂参数与渗透系数关系 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(10)废弃轮毂纤维混凝土的力学性能研究(论文提纲范文)
内容摘要 |
abstract |
选题的依据与意义 |
国内外文献资料综述 |
1 绪论 |
1.1 本文的研究内容和方法 |
1.2 本文研究技术路线 |
2 试验材料及配合比设计 |
2.1 试验材料的性质 |
2.2 配合比设计 |
2.3 本章小结 |
3 废弃轮毂纤维混凝土强度试验研究 |
3.1 废弃轮毂纤维混凝土试件的制作及养护 |
3.2 废弃轮毂纤维对混凝土和易性的影响 |
3.3 立方体抗压强度试验研究 |
3.4 圆柱体劈裂强度试验研究 |
3.5 棱柱体抗折强度试验研究 |
3.6 废弃轮毂纤维混凝土强度计算式拟合 |
3.7 本章小结 |
4 废弃轮毂纤维混凝土单轴受压下应力-应变关系研究 |
4.1 圆柱体轴心抗压试验 |
4.2 应力-应变关系 |
4.3 弹性模量 |
4.4 本章小结 |
5 废弃轮毂纤维混凝土小梁弯曲试验研究 |
5.1 试验概况 |
5.2 荷载-挠度曲线 |
5.3 弯曲韧性评价 |
5.4 ABAQUS有限元分析 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 :攻读硕士学位期间发表的部分学术论着 |
致谢 |
四、混凝土与纤维混凝土的劈裂试验及损伤描述(论文参考文献)
- [1]尼龙纤维混凝土损伤渗透及裂缝几何特性研究[D]. 李鸣. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]纤维混凝土静动态力学性能与纤维作用效果分析[D]. 薛辉庭. 青岛理工大学, 2020(01)
- [3]硫酸盐侵蚀条件下纤维素纤维混凝土力学性能试验研究[D]. 马颖彪. 西安理工大学, 2020(01)
- [4]BFRC力学性能试验研究及其本构模型的BP神经网络预测[D]. 王辉. 安徽大学, 2020(02)
- [5]钢-钢纤维混凝土组合梁中高强螺栓抗剪性能研究[D]. 张玉杰. 广州大学, 2020(01)
- [6]CFRP约束超高性能混凝土轴压与冲击力学行为及本构模型[D]. 黄亮. 广东工业大学, 2020(06)
- [7]高地应力环境下炭质板岩流变力学特性与硐室围岩大变形控制[D]. 李松. 湖南科技大学, 2019(04)
- [8]聚丙烯织物混凝土基本力学性能及破坏机理研究[D]. 张鲜维. 西安理工大学, 2019(01)
- [9]开裂纤维混凝土隧道管片的渗透试验与机理研究[D]. 张朋. 安徽理工大学, 2019(01)
- [10]废弃轮毂纤维混凝土的力学性能研究[D]. 李元丰. 三峡大学, 2019(06)