定側(cè)壓下混凝土三軸疲勞性能試驗與理論研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞是一個廣為關注的問題,該文針對這一問題結(jié)合國家自然科學基金項目——混凝土多軸變幅疲勞破壞準則(50078010)的研究,利用自制的試驗加載裝置完成了兩向定側(cè)壓約束下混凝土三軸受壓、三軸拉-壓等幅和變幅疲勞試驗,對試驗結(jié)果進行了分析.并在此基礎上確定了疲勞變形定量化規(guī)律和疲勞強度計算方法;比較全面深入地描述了混凝土多軸疲勞損傷機理和劣化規(guī)律,建立了疲勞剩余壽命預測方法和疲勞本構(gòu)模型,為混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞設計和分析提供了基礎.

2、該文共分如下七章:第一章是緒論,闡述了該課題的選題背景和意義;系統(tǒng)地綜述了混凝土疲勞試驗和理論研究的當前國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,在此基礎上提出了該文的工作和內(nèi)容.第二章簡要地介紹了該文三軸疲勞試驗裝置,進行了兩向等側(cè)壓約束下混凝土立方體試件三軸受壓等幅和變幅疲勞試驗,分析了三軸受壓疲勞破壞機理,給出了相應的疲勞破壞試驗判斷標準;得到了混凝土在兩向側(cè)壓約束下單級和多級受壓疲勞的變形發(fā)展規(guī)律,包括最大(最小)縱向應變、殘余應變、最大縱向應變率和疲勞

3、變形模量等隨循環(huán)次數(shù)的發(fā)展規(guī)律以及疲勞損傷的演變規(guī)律,并給出了相應的經(jīng)驗公式.第三章根據(jù)該文定側(cè)壓下三軸受壓疲勞試驗數(shù)據(jù),并結(jié)合已有的單軸受壓和雙軸受壓疲勞試驗結(jié)果,建立了綜合考慮側(cè)壓應力水平和疲勞應力比的統(tǒng)一S-N曲線方程,得到了混凝土多軸受壓疲勞強度;分析了從混凝土初始極限強度概率分布出發(fā)和疲勞壽命概率分布出發(fā)來計算混凝土條件疲勞極限強度的一致性原理,從而為應用小樣本常規(guī)疲勞試驗結(jié)果計算條件疲勞極限強度提供了理論和方法.第四章進行了

4、兩向等側(cè)壓約束下變截面混凝土棱柱體試件的三軸拉-壓等幅和變幅疲勞試驗,分析了三軸拉-壓疲勞破壞機理和破壞形態(tài);建立了綜合考慮側(cè)壓應力水平和疲勞荷載的統(tǒng)一S-N曲線方程;得到了混凝土在兩向定側(cè)壓約束下三軸拉-壓疲勞變形發(fā)展規(guī)律,包括循環(huán)應力-應變特性、縱向應變、第二階段應變率、疲勞變形模量和損傷等演變規(guī)律,并給出了相應的經(jīng)驗公式.第五章綜合評價了已有的各類混凝土非線性累積損傷模型的特點和適用性,并應用非線性動力學觀點論證了經(jīng)典Miner線

5、性累積損傷準則在預測疲勞剩余壽命方面的固有缺陷;在考慮加載歷史對疲勞壽命的影響下,建立了描述混凝土累積損傷的非線性模型;并根據(jù)損傷等效原理給出了混凝土疲勞剩余壽命的預測方法和步驟.第六章討論了混凝土材料靜力加載和疲勞加載下的特性;在綜合考慮塑性和脆性相結(jié)合的復雜性質(zhì)基礎上,運用損傷理論和塑性理論在應變空間分別建立了一個能描述混凝土應變和剛度變化的損傷面和塑性面,應用有效應力和彈塑性耦合的概念來描述混凝土的多軸疲勞本構(gòu)特征.第七章為結(jié)論和