混凝土裂紋擴展的實驗研究畢業(yè)論文

1、混凝土裂紋擴展的實驗研究混凝土裂紋擴展的實驗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、耐久性好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于實際工程中。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程中難免會出現(xiàn)一些微小的裂縫或者其他缺陷，這些裂縫或者缺陷會在某種應(yīng)力狀態(tài)下逐漸擴展，并最終造成構(gòu)件的斷裂破壞。本文以楔入劈拉實驗為基礎(chǔ)，采用無損檢測的光學(xué)測量方法數(shù)字圖像相關(guān)方法（DIC）進行測量，從試驗驗證、理論分析、數(shù)值模擬等方向開展了以

2、下的研究工作：1.采用高分辨率攝像機采集實驗圖像，通過數(shù)字圖像相關(guān)方法對圖片進行后處理，可以計算出試件表面每一點的應(yīng)變量。通過對應(yīng)變云圖的分析，研究了混凝土裂紋擴展。2.基于試件表面的數(shù)字圖像，建立了反映真實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楔入劈拉試件進行數(shù)值模擬，直觀地了解混凝土開裂的全部過程，同時比較分析已有結(jié)果與計算結(jié)果，對于模型可行性和參數(shù)選取的合理性進行驗證，并指出

3、了模型存在的不足。模擬結(jié)果與實驗結(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。進而提供了分析混凝土的很好的理論依據(jù)和參考價值。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)測檢測。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)擴展到重力式海洋平臺、高拱壩、核電站混

4、凝土保護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)工程實際的需要?；炷潦且环N特別有用的建筑材料，它已經(jīng)走過了一百多個量，僅僅需要采集一次圖像數(shù)據(jù)便能夠通過計算的方法來獲知應(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量方法，例如，使用傳感器進行位移的測量，使用電阻應(yīng)變法進行應(yīng)變的測量等。毋庸置

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

6、結(jié)構(gòu)之中，如此可補充現(xiàn)有測量辦法的缺點，解決測量工程結(jié)構(gòu)里的一系列問題，進而獲得更多的財富效益?；炷两M成包括很多材料，它是一種復(fù)合形材料，有水泥，細骨料，粗骨料，裂紋，孔隙等等。因為它有很多優(yōu)點，便于施工，經(jīng)濟節(jié)約，所以被各類工程廣泛使用。國內(nèi)外很多專家都大力研究了這種材料。當前，有關(guān)混凝土的力學(xué)特性相關(guān)研究，一般均為實驗研究基礎(chǔ)下進行的，需要的人力物力都很大，獲得的最終結(jié)構(gòu)一般會局限，會受到環(huán)境條件，實驗條件等各種因素的影響，進而得

7、不到集中的實驗結(jié)果，很難反映出現(xiàn)實的混凝土力學(xué)特性，而對于它的研究，通常偏重宏觀研究，對混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法了解，進而就沒法全面的了解到材料變形與損壞的內(nèi)部機制，尤其為那些大量的天然的細微結(jié)構(gòu)，比如空洞，骨料界面，分布隨機的裂紋承載壓力時候出現(xiàn)的變形對于混凝土的力學(xué)性能影響。因為混凝土本身就不均勻，這讓它的結(jié)構(gòu)與材料會出現(xiàn)很多種破壞形式，重點表現(xiàn)在：斷裂與塑性流動?；炷疗茐氖菙嗔训囊环N，怎樣對斷裂至失去平衡過程進行分析，始終為業(yè)內(nèi)人士