拱坝冲击破坏的数字图像相关研究

以小湾拱坝模型为例,针对试验模型在冲击荷载作用下的破坏问题,采用数字图像相关技术分析了受冲击 后拱坝模型下游面的全场变形。在顺河向水平冲击荷载作用下,较小荷载作用时坝体未发现明显裂纹,但经数字 图像相关分析发现局部已严重损伤;在较大荷载作用后坝体发生整体失效破坏,破坏与损伤位置吻合。研究结果 表明,数字图像相关技术可用于大坝损伤检测和监测,且精度较高。     

正交各向异性板剪切屈曲载荷的近似表达式研究

利用Rayleigh-Ritz法和通用有限元程序ANSYS分析了纵向边被转动弹簧或扭转加劲肋约束的正交各向异性长板的临界屈曲问题, 引入无量纲正交各向异性参数、约束系数和临界屈曲系数, 利用曲线拟合技术, 得到了这两类约束板在均匀剪力作用下的临界屈曲载荷近似解公式;利用临界纵横比, 把求得的针对转动弹簧约束的临界屈曲解应用到扭转加劲肋约束板的临界屈曲解中, 同样得到了扭转加劲肋约束板的临界屈曲载荷。将求得的近似表达式与有限元ANSYS数值解以及文献中的结果进行对比, 结果吻合良好。     

弹性地基上的4ENF试件柔度分析

基于Timoshenko梁理论,考虑了剪切变形和裂纹尖端变形的影响,建立了双参数弹性地基上的II型加载末端切口四点弯曲试件(4-point bending end-notched flexure specimen,简称4ENF)的柔度和能量释放率模型(BEF)。4ENF柔度与裂纹长度成正比,柔度变化率、能量释放率与裂纹长度无关,因而4ENFII型断裂实验无需测量裂纹的扩展长度,根据临界荷载便可求得临界能量释放率,从而大大简化了实验手段。对FRP-木4ENF试件II型加载情况下的BEF模型、Timoshenko梁理论模型和有限元结果比较证明:BEF模型的4ENF柔度在裂纹扩展的一定范围内与有限元吻合很好;而Timoshenko梁理论模型的柔度小于有限元结果,精度较差。该模型可用于复合材料界面断裂分析、确定断裂参数以及作为断裂试验数据分析的依据。     

岩石动力破坏的高速数字图像相关研究

在液压伺服万能试验机上,对某工程现场天然花岗岩材料进行轴向压缩试验。试验机施加的应变率在5×10-3s-1左右,符合地震作用下的应变率范围。结合高速图像采集系统,采用数字图像相关技术研究了花岗岩材料在动力作用下的拉应变场与破坏形态的关系。在3个立方体试样的压缩破坏试验中都发现,岩石材料在破坏前最大拉应变发生的位置,都是最先出现破坏的位置。这说明,动力作用下岩石材料的破坏符合第二强度理论,即最大拉应变破坏理论。研究还表明,数字图像相关技术可以用于岩石材料的破坏研究,甚至有可能用于边坡稳定的监测。     

FRP-混凝土三点受弯梁损伤粘结模型有限元分析

该文采用双线形损伤粘结模型研究带切口FRP-混凝土三点受弯梁(3PBB)I型加载下的界面断裂性能。通过有限元参数分析,详细讨论了界面粘结强度、界面粘结能、混凝土抗拉强度、混凝土断裂能对3PBB受力性能的影响。数值模拟表明,FRP-混凝土界面有两种破坏形式,包括FRP-混凝土界面的损伤脱粘和界面混凝土的损伤脱粘破坏,与实验所观察到的现象一致。两种破坏形式尽管在宏观上均表现为界面脱粘,但破坏机制却不同。FRP-混凝土界面的损伤粘结模型与混凝土的拉伸塑性损伤模型相结合,不但再现了3PBB的宏观力学性能,数值分析得到的荷载-位移曲线接近实验结果,而且还能详细展示FRP-混凝土界面的损伤、断裂破坏过程以及损伤在FRP-混凝土界面和界面混凝土之间的转移,能够预测构件的承载力,有助于界面优化设计,这是单纯以能量判据预测裂纹发展的经典断裂力学方法所无法做到的。