混凝土经历荷载历史后损伤特性研究

混凝土在各种加栽形式下的损伤机制越来越受到工程界的关注．本文首先简单介绍了混凝土损伤特性的研究方法，并从数学形式的角度追溯了损伤变量的发展过程．在此基础上，结合国内外的研究成果，提出了损伤的新概念与研究损伤的技术路线，即分别用经历过荷栽历史后混凝土试件的抗压强度和抗拉强度劣化来定义其抗压损伤和抗拉损伤．然后，对混凝土经历各种三轴受压荷栽历史后损伤的演化规律进行了深入研究，并提出进一步研究应重点解决的问题．     

动态三轴压荷载历史对大骨料混凝土动态单轴抗压强度影响

利用静、动三轴试验机对大骨料混凝土预先施加三轴压荷载历史,之后对经历荷载历史的试件进行同应变率的单轴受压试验,研究了大骨料混凝土的动态受压性能与所经历的加载速率(应变率为10-5~10-2 s-1)和应力比荷载历史的关系.所有试验的三轴压荷载历史中σ3均加载至2.8fc,且未达到材料的极限强度,但是大部分试件已产生了微裂缝和不可恢复的变形.试验表明:在单轴受压试验中,大骨料混凝土破坏会沿着已有的裂缝继续发展,破坏形态不同于单轴抗压的柱状破坏,而与三轴压荷载下的斜剪破坏极为相似.经历三轴压荷载历史后的大骨料混凝土的抗压强度随着侧压力的增加而降低,随着应变率的提高而提高.强度损失随着应变率的增加而减小,随着侧压力的增加而增加.     

三向网架的荷载分配法

本文应用空间平板网架交叉梁系的荷载分配法[1]求出三向网架交叉梁系各节点诸梁的荷载分配系数,将三向网架交叉梁系分解成一根根单一的简支梁来计算,从而可方便地算出三向网架的内力。     

历经荷载历史混凝土动态受压试验研究

在应变率10-5～10-2s-1,混凝土立方体试件历经0、30%、50%和75%极限抗压强度的荷载历史,在静动态三轴试验系统上进行相同应变率动态抗压试验,研究了不同荷载历史对混凝土在不同应变率时的动态抗压强度、初始弹性模量、临界应变以及应力应变全曲线等动态特性以及应变率的影响.试验结果表明不同应变率下历经荷载历史后,混...     

混凝土在三轴比例加载下的损伤特性研究

将根据Najar损伤理论建立的单轴受压条件下混凝土损伤模型推广应用到三轴受压状态、利用由Simpson积分方法建立的损伤模型,计算得到了混凝土在三轴比例加载作用下,竖向主应力方向的损伤曲线．研究结果表明,混凝土在三轴受压和单轴受压作用下的损伤有相似的发展趋势．2种类型加载历史下混凝土损伤都随着应变的增大而增大,且初始加载阶段损伤发展较快,加载末段损伤发展缓慢并趋于稳定值．但是,在相同应变历史条件下,三轴受压下的损伤值比单压下的损伤值明显变小,而且随着侧压比例的增大损伤进一步减小,说明侧压有效限制了混凝土损伤的发展．另外,三向等比例加载状态下混凝土损伤近似沿直线增长,且损伤增长速率非常小,说明这种加载状态对于充分发挥混凝土受压特性是最有利的．     

基于神经网络方法对混凝土损伤特性研究

首先对混凝土立方体试件施加三轴受压荷载历史,卸载后测量其各个方向单轴抗压和劈拉强度,根据连续介质损伤力学理论,将混凝土的损佃分别定义成抗压强和抗拉强度的劣化;研究在经历不同荷载历史后混凝土损伤的演化规律,首次运用神经网络的理论和方法,分别建立了在不同荷载史作用下抗拉强度和抗压强劣化的神经网络模型,对混凝土经历荷载历史后的强度劣化特征,即损伤特征性进行了研究,从中可以看出,神经网络方法是研究混凝土损伤的一个崭新途径。     

三向荷载作用下液固耦合平面有限元分析

根据广义平面应变问题具有所有物理量沿某一方向变化为零的特点，针对连续、各向异性两相饱和介质，在变形满足小变形、孔压流满足达西定律、有效应力原理成立的假定下，建立以增量形式的三向荷载作用下液固耦合作用的平面有限元分析方法。     

轴压荷载下钢管混凝土损伤状态超声波检测

对3种壁厚的薄壁圆钢管高强混凝土短柱进行轴压试验，在加载过程中对柱中截面进行超声波检测，得到不同轴压荷载下的波形图，对波形图进行快速傅里叶变换，得到超声波通过钢管混凝土的频谱图.分别利用波形图、不同荷载作用下的波形最大幅值图和频谱图分析钢管内混凝土的损伤演变过程.试验结果表明:轴压荷载作用下钢管内混凝土的损伤呈3段式变化，分别为初期裂缝的扩展、套箍作用下的逐步密实和混凝土破坏.钢管外壁的应变分析发现其变化过程与超声波检测的波形和频谱分析的损伤过程一致.超声波技术可准确检测轴压荷载作用下钢管内混凝土的损伤状态.     

螺栓超声波探伤工艺方法研究

以小角度纵波为主,横波为辅,配合涡流探伤仪进行验证的螺栓超声波探伤工艺方法,具有灵敏度高、信噪比高、能对螺栓缺陷定位、定量的优势,改变了传统探伤试验方法中采用纵波直探头的惯例,为在役高温高压紧固螺栓的安全运行提供了有效的检测手段.     

混凝土检测的超声波发射系统研究与设计

用锆钛酸铅（PZT）陶瓷制成超声换能器向结构体中发射超声波,以实现结构损伤的在线无损检测．针对混凝土结构损伤中主动超声检测的技术特点,研制了一种基于PA96的PZT高压大功率驱动放大电路,详细说明了该电路的设计原理、性能及影响因素．实验结果表明,该功率放大电路具有输出电压高、频带宽、驱动力强、稳定性和线性度好等优点。可满足超声波发射系统中超声波发射驱动的要求．     

考虑应变率效应的混凝土动力弹塑性损伤本构模型

通过对损伤能释放率阀值的Perzyna粘性规则化,将作者提出的混凝土静力弹塑性损伤本构模型进行了动力推广,并将二者统一为一类基于能量的弹塑性损伤本构模型.给出了建议模型的基本公式以及在不同应变率作用下混凝土材料的数值模拟结果.分析结果表明:建议模型能够很好地描述混凝土在不同应力状态下的各种典型非线性行为,包括动力作用下的应变率效应.     

一种混凝土耐久性实验的加载装置

针对混凝土耐久性试验,为了满足多因素耦合作用下加载的要求,基于国内外现有加载装置的优缺点,设计制作了运用于多因素耦合作用下离子侵蚀混凝土试验用的加载装置,并进行了相关性能的测试。结果表明,该新型加载装置具有加载精度高、应力损失小、操作简单、制作成本低、可用于批量试验等优点。该装置获得国家专利,可供混凝土耐久性研究人员参考使用。     

混凝土三轴循环本构关系的神经网络模拟

利用BP神经网络的模拟能力代替传统的力学方法，对混凝土材料的循环本构关系进行了模拟研究．首先回顾了此类模型的研究进展和构造方法。然后直接从试验数据出发，建立了混凝土三轴受压循环比例加栽条件下的本构模型．试验结果和模拟结果的比较说明，该模型具有较高的精度和良好的泛化能力．本研究结果进一步说明神经网络模型适合于描述多影响因素的非线性复杂因果规律，为研究材料本构特性提供了一条新的途径．     

一种新的混凝土受拉本构模型

混凝土单轴受拉应力-应变曲线存在形式多样且不统一.根据等效应变假设和损伤力学基本原理,建立了单轴受拉混凝土的弹塑性本构模型,可导出已有单轴受拉本构关系,并能反映混凝土的刚度退化和卸载后的残余变形;提出一类损伤函数和不可逆变形表达式,利用应力-应变曲线特征条件和优化算法确定模型参数;与已有受拉结果相比较,模型的预测结果良好。     

双向偏压作用下钢筋混凝土任意截面极限承载力的简便计算

阐述了钢筋混凝土任意形状截面在双向偏压荷载作用下极限承载力的简便计算方法．混凝土、钢筋的实际应力—应变关系用三次多项式分段模拟,截面刚度系数用格林积分方法计算．以截面最大受压纤维处的应变为变量,用直接搜索法逼近截面极限荷载．所推导出的公式简单,计算方便,并给出截面极限承载力计算实例．     

大体积混凝土结构温度荷载下的细观损伤分析

从细观力学和断裂力学的角度分析了混凝土材料中骨料和水泥砂浆界面上变温引起的开裂损伤,给出了裂缝随温度变化的扩展规律,将损伤变量表达为温度的函数,从而为计算大体积混凝土结构施工基由于变温而造成的损伤提供了理论基础,研究结果表明常温下的变温荷载亦会引起混凝土材料力学性能的变化。     

土石坝心墙沥青混凝土三轴蠕变试验研究

沥青混凝土作为粘弹性材料，在外力作用下将产生很大的蠕变．土石坝沥青混凝土心墙在自重或外力作用下也将产生较大的蠕变，这将直接影响沥青混凝土心墙的受力形式与内应力的大小．基于三轴蠕变试验，对三峡工程茅坪溪土石坝心墙沥青混凝土材料的蠕变特性进行了研究、试验结果表明，用本文的三轴蠕变试验方法进行的试验，可较好的反映心墙工作状态下真实的蠕变状态．另外，用粘弹性的Burgers模型来描述该心墙沥青混凝土材料的蠕变特性，试验曲线和理论曲线能够很好的吻合．