不同工況下混凝土動態(tài)損傷特性研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)在遭遇地震激勵、風致振動、設(shè)備與交通設(shè)施沖擊等荷載的作用下，材料常處于動態(tài)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，目前工程界在進行結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析時采用的材料靜態(tài)力學理論與實際受力狀態(tài)存在較大差異，結(jié)構(gòu)動態(tài)損傷機理、損傷描述、實際受力狀態(tài)下的安全性等問題還有待進一步研究。
　　國內(nèi)外學者對不同應(yīng)變速率、摻合料、工作環(huán)境等因素下的混凝土物理力學性能進行了大量研究，但成果大多局限于混凝土單軸動態(tài)受壓性能，僅少數(shù)學者進行了混凝土動態(tài)損傷特性的研究。由于試驗

2、設(shè)備的因素，前人試驗研究數(shù)量有限，試驗成果還不夠充分，對劈拉與循環(huán)加載的動態(tài)損傷特性研究更少。混凝土材料成型過程中往往伴隨著相應(yīng)的初始損傷，混凝土受載破壞其實是損傷不斷累積的過程，損傷的存在與發(fā)展對混凝土各種性能產(chǎn)生了重要影響。因此，加強對不同荷載類型下混凝土的動態(tài)損傷本構(gòu)與損傷特性的研究是很有必要的。
　　為全面系統(tǒng)的研究混凝土動態(tài)損傷特性，本文對不同批次不同尺寸混凝土試件分別進行了不同應(yīng)變速率下的單軸壓縮試驗、劈拉試驗、循環(huán)加

3、卸載試驗。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1）進行了不同應(yīng)變速率下（應(yīng)變速率為10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s）的混凝土動態(tài)單軸壓縮試驗。定義以混凝土切線模量和能量耗散為參量的損傷變量并對其損傷特性進行了初步分析，然后基于過鎮(zhèn)海損傷模型與 Weibull-Lognormal損傷模型對混凝土損傷演化規(guī)律進行了深入研究。
　　2）進行了不同應(yīng)變速率下（應(yīng)變速率為10-5/s、10-4/s、10-3/s、

4、10-2/s）的混凝土動態(tài)劈拉試驗，并在加載過程中利用聲發(fā)射系統(tǒng)對材料產(chǎn)生的聲發(fā)射信號進行實時采集。從聲發(fā)射能量以及材料損傷度的角度對混凝土動態(tài)劈拉損傷特進行初步探討，利用損傷模型在區(qū)間搜索法的基礎(chǔ)上確定了劈拉損傷界點。建立了三種不同假定的劈拉應(yīng)力-軸向應(yīng)變的全曲線模型，并對三種損傷模型的優(yōu)劣進行了探討，利用合理的損傷模型對混凝土劈拉損傷演化規(guī)律進行了對比分析。
　　3）進行了不同應(yīng)變速率下（應(yīng)變速率為10-5/s、10-4/s、