混凝土断裂能和双K断裂参数的试验研究

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作为一种多相复合材料,混凝土受其各组成部分的物理特性、结合面的特性和应力状态等多方面因素的影响,破坏机理非常复杂,使得其断裂机理的研究具有很大的困难。但是混凝上在工程建筑上的广泛使用,又需要研究人员不得不加深对混凝土的研究,而随着国民经济的发展需要,又迫切要求人们对混凝土的断裂机理有比较深入的了解。因此,混凝上断裂理论的研究具有重要的现实意义与工程价值。作者在本文的工作就是利用物理试验来研究试件尺寸和缝高比a0/h对混凝土断裂能GF和双K断裂参数即起裂断裂韧度KIcini、失稳断裂韧度KIcun的影响规律及其尺寸效应。 通过阅读大量参考文献,并借鉴其他研究人员已有的一些成果和经验,作者在本篇论文中分别采用不同尺寸和不同缝高比的三点弯曲梁试件进行了多组断裂试验,利用高精度AD板对试验过程进行了密集采样,并对试验数据进行了认真分析和处理。 由于电压波动、电磁干扰等诸多因素,试验过程中存在大量的噪音。而噪音的干扰给试验数据的分析带来了不便,极大地影响了计算结果的准确度。结合试验数据的具体情况,作者在论文中尝试着采用Savitzky-Golay方法、频域低通、小波低通滤波三种方法对试验数据中的噪音进行处理。因为小波降噪处理后的数据效果最优,作者在论文中主要采用小波方法来去除数据中的噪音,使得试验数据的信噪比大大提高。 经过多组试验数据的处理和分析,作者得到如下的一些结论,其中一些与以往的结论有所不同: 1.采用不同尺寸的标准三点弯曲梁试件,研究试件的尺寸对混凝土断裂能GF的影响,结果表明,混凝土断裂能GF是一个与试件高度无关的常数,不随试件尺寸的变化而变化,不具有尺寸效应。 2.对于由不同缝高比的三点弯曲梁试件所量测的荷载-加载点位移(P-δ)曲线计算所得断裂能GF几乎是一个常数,不受缝高比的影响。 3.采用不同尺寸的三点弯曲梁试件,研究试件尺寸对混凝土双K断裂参数的影响,结果表明,随着试件尺寸的增大,起裂断裂韧度KIcini和失稳断裂韧度KIcun均有所增加,具有尺寸效应;裂缝亚临界扩展量△ac和临界裂缝尖端张开位移CTODc随试件尺寸的增加而增加。 4.对于不同缝高比的三点弯曲梁试件,其起裂断裂韧度KIcini和失稳断裂韧度KIcun几乎是一个常数,基本不随缝高比的变化而变化;裂缝亚临界扩展量△ac和临界裂缝尖端张开位移CTODc随初始缝高比的增加而减小。混凝土断裂能和双K断裂参数的试验研究 5.对于三点弯曲梁试件,运用不同的应力方程表达式计算出的起裂断裂韧度K忿的值是不同的,有一定的差异。 关键词:混凝土;断裂;断裂能;双K断裂参数;裂缝亚临界扩展量;临界裂缝尖端张开位移(CTODc)
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