鋼筋混凝土梁裂縫擴展路徑的分形模擬分析.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的損傷開裂行為已經(jīng)引起越來越多學者的關(guān)注，不少學者通過鋼筋混凝土梁受彎試驗來研究梁表面裂縫開裂擴展，其主要的理論基礎(chǔ)仍是傳統(tǒng)經(jīng)典損傷、斷裂力學理論，即假設(shè)混凝土材料的斷裂面及裂縫擴展路徑是平坦、光滑的，但混凝土材料的實際開裂情況并非如此。
　　鑒于混凝土材料裂縫擴展面的不規(guī)則性、粗糙性，利用傳統(tǒng)力學理論對鋼筋混凝土梁裂縫擴展路徑的研究會造成所得成果的不準確性，本文采用分形幾何理論和斷裂力學理論相結(jié)合的方式來分析

2、裂縫擴展路徑的不規(guī)則性問題，并在總結(jié)已有研究的基礎(chǔ)上，通過鋼筋混凝土梁四點受彎試驗與數(shù)值模擬計算的數(shù)據(jù)比較，來研究鋼筋混凝土梁裂紋開展的力學特征、梁裂紋擴展路徑的分形特性與相應(yīng)力學參數(shù)的關(guān)系以及混凝土裂紋分形擴展模擬等幾個問題。具體完成的研究工作如下:
　　(1)基于斷裂力學理論，對鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部損傷斷裂機理進行了分析，清楚地了解混凝土材料裂縫孕育、產(chǎn)生及擴展演化的過程，在此基礎(chǔ)上采用裂縫虛擬擴展模型對混凝土等脆性材料的裂縫形

3、成擴展進行了研究分析。
　　(2)為充分考慮裂縫擴展路徑的不規(guī)則性、粗糙性，采用分形理論與斷裂力學理論相結(jié)合的方式，以分形曲線來構(gòu)造混凝土裂紋邊界并通過相應(yīng)斷裂參數(shù)與分形維數(shù)的關(guān)系來分析鋼筋混凝土梁裂縫擴展演化規(guī)律。
　　(3)借助于鋼筋混凝土梁四點受彎試驗，對鋼筋混凝土梁裂紋擴展路徑進行了分形研究，得出外荷載、裂縫寬度及混凝土材料斷裂能與裂縫擴展路徑分形維數(shù)的關(guān)系，分形維數(shù)可以作為評價混凝土材料開裂擴展的一個基本參數(shù)。