混凝土裂紋擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)研究畢業(yè)論文

1、混凝土裂紋擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)研究混凝土裂紋擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)研究摘要混凝土是一種多相復(fù)合材料，因其方便取材、適用性強(qiáng)、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中。由于混凝土材料的復(fù)雜性，在制作、施工以及使用等一系列過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)一些微小的裂縫或者其他缺陷，這些裂縫或者缺陷會(huì)在某種應(yīng)力狀態(tài)下逐漸擴(kuò)展，并最終造成構(gòu)件的斷裂破壞。本文以楔入劈拉實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用無(wú)損檢測(cè)的光學(xué)測(cè)量方法數(shù)字圖像相關(guān)方法（DIC）進(jìn)行測(cè)量，從試驗(yàn)驗(yàn)證、理論分析、數(shù)值模擬等方向開(kāi)展了以

2、下的研究工作：1.采用高分辨率攝像機(jī)采集實(shí)驗(yàn)圖像，通過(guò)數(shù)字圖像相關(guān)方法對(duì)圖片進(jìn)行后處理，可以計(jì)算出試件表面每一點(diǎn)的應(yīng)變量。通過(guò)對(duì)應(yīng)變?cè)茍D的分析，研究了混凝土裂紋擴(kuò)展。2.基于試件表面的數(shù)字圖像，建立了反映真實(shí)骨料形狀和分布的二維有限元模型，借助大型的有限元分析軟件ABAQUS，采用混凝土損傷塑性模型對(duì)楔入劈拉試件進(jìn)行數(shù)值模擬，直觀地了解混凝土開(kāi)裂的全部過(guò)程，同時(shí)比較分析已有結(jié)果與計(jì)算結(jié)果，對(duì)于模型可行性和參數(shù)選取的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，并指出

3、了模型存在的不足。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合，很好了反映了混凝土事件被損壞的發(fā)展途徑。進(jìn)而提供了分析混凝土的很好的理論依據(jù)和參考價(jià)值。結(jié)果表明混凝土微裂紋往往出現(xiàn)在砂漿和骨料的邊界處，并由此發(fā)展，此方法可以預(yù)判混凝土破壞位置，可以用于結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)檢測(cè)。第一章緒論1.1課題背景及意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)形式、工作環(huán)境和使用功能等的要求都有了巨大的變化。隨著結(jié)構(gòu)形式由單純的一般房屋建筑結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到重力式海洋平臺(tái)、高拱壩、核電站混

4、凝土保護(hù)層和大跨度混凝土橋梁等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境和荷載作用也變得更加復(fù)雜，導(dǎo)致許多新的工程和力學(xué)現(xiàn)象不斷地出現(xiàn)，使得對(duì)混凝土破壞理論的研究必須向更深的層次發(fā)展，以適應(yīng)工程實(shí)際的需要?；炷潦且环N特別有用的建筑材料，它已經(jīng)走過(guò)了一百多個(gè)量，僅僅需要采集一次圖像數(shù)據(jù)便能夠通過(guò)計(jì)算的方法來(lái)獲知應(yīng)變與位移，但是傳統(tǒng)辦法若要得到應(yīng)變或者位移，必須用到幾種不一樣的測(cè)量方法，例如，使用傳感器進(jìn)行位移的測(cè)量，使用電阻應(yīng)變法進(jìn)行應(yīng)變的測(cè)量等。毋庸置

5、疑，測(cè)量工作成倍增加，而且兩類測(cè)量過(guò)程能夠相互影響，相互制約。4、采集數(shù)據(jù)的過(guò)程特別簡(jiǎn)單。有關(guān)數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)采集一般來(lái)說(shuō)過(guò)程都很簡(jiǎn)潔，不需要激光光遠(yuǎn)，采用自然光即可，僅簡(jiǎn)單處理構(gòu)件的表面就能夠滿足要求。無(wú)需復(fù)雜的采集前準(zhǔn)備工作，不用安裝應(yīng)變片，傳感器等。數(shù)字圖像法有那么多可見(jiàn)優(yōu)勢(shì)，然而，當(dāng)前這種辦法依然沒(méi)有廣泛應(yīng)用于土木結(jié)構(gòu)的變形測(cè)量之中。研究并完善數(shù)字圖像測(cè)量辦法，讓計(jì)算速度與精準(zhǔn)度更高，從工程特點(diǎn)出發(fā)，把完善后的測(cè)量辦法用在測(cè)量工程

6、結(jié)構(gòu)之中，如此可補(bǔ)充現(xiàn)有測(cè)量辦法的缺點(diǎn)，解決測(cè)量工程結(jié)構(gòu)里的一系列問(wèn)題，進(jìn)而獲得更多的財(cái)富效益。混凝土組成包括很多材料，它是一種復(fù)合形材料，有水泥，細(xì)骨料，粗骨料，裂紋，孔隙等等。因?yàn)樗泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，便于施工，經(jīng)濟(jì)節(jié)約，所以被各類工程廣泛使用。國(guó)內(nèi)外很多專家都大力研究了這種材料。當(dāng)前，有關(guān)混凝土的力學(xué)特性相關(guān)研究，一般均為實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)下進(jìn)行的，需要的人力物力都很大，獲得的最終結(jié)構(gòu)一般會(huì)局限，會(huì)受到環(huán)境條件，實(shí)驗(yàn)條件等各種因素的影響，進(jìn)而得

7、不到集中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，很難反映出現(xiàn)實(shí)的混凝土力學(xué)特性，而對(duì)于它的研究，通常偏重宏觀研究，對(duì)混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法了解，進(jìn)而就沒(méi)法全面的了解到材料變形與損壞的內(nèi)部機(jī)制，尤其為那些大量的天然的細(xì)微結(jié)構(gòu)，比如空洞，骨料界面，分布隨機(jī)的裂紋承載壓力時(shí)候出現(xiàn)的變形對(duì)于混凝土的力學(xué)性能影響。因?yàn)榛炷帘旧砭筒痪鶆?，這讓它的結(jié)構(gòu)與材料會(huì)出現(xiàn)很多種破壞形式，重點(diǎn)表現(xiàn)在：斷裂與塑性流動(dòng)?；炷疗茐氖菙嗔训囊环N，怎樣對(duì)斷裂至失去平衡過(guò)程進(jìn)行分析，始終為業(yè)內(nèi)人士