混凝土等效断裂韧度的解析方法及其尺寸效应

基于虚拟裂缝模型,提出一种计算混凝土三点弯曲梁等效断裂韧度的解析方法。应用该方法计算了梁的最大荷载和临界等效裂缝长度,进而求得等效断裂韧度。在此基础上,进一步研究了等效断裂韧度和裂缝亚临界扩展量的尺寸效应。结果发现,随梁高的增加,等效断裂韧度与裂缝亚临界扩展量均增加;随初始缝高比的增加,等效断裂韧度与裂缝亚临界扩展量增加至最大值,随后不断降低。该现象从另一角度验证了边界效应理论。     

基于黏聚裂纹模型的混凝土断裂过程扩展有限元法模拟

为了解决混凝土材料的断裂问题,采用扩展有限元法结合黏聚裂纹模型对混凝土非线性断裂力学行为进行模拟。在黏聚裂纹模型中,裂纹附近应力场没有奇异性,因此,基于四结点四边形单元构造了一种新的黏聚裂纹模拟的扩展有限元位移模式,并采用符号函数对所有的开裂单元(包括裂纹贯穿单元和裂尖单元)进行加强。采用类似于"弧长法"的方案求解非线性控制方程。结果表明:该加强策略解决了裂尖单元裂纹两边应力不等的问题,其裂尖位置任意,且混合单元处理方便。通过数值模拟混凝土Ⅰ型和混合型断裂问题,将模拟结果与参考解及试验结果进行比较,误差均在5%以内,验证了该方法的可靠性。该方法采用统一的符号函数进行加强,编程更为方便。     

混凝土断裂能的统计分析

回顾了混凝土断裂能的各种影响因素，然后根据由167个实测数据构成的数据库建立了混凝土断裂能与抗压强度、最大集料粒径、水灰比等因素之间的统计模型，并给出了相应的预测公式．分析表明该模型是可行的和简单实用的。     

基于虚拟裂缝模型的混凝土双K断裂参数

本文将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合，利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc，求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac的解析解，据此计算了最大尺寸为700×700×200mm的楔入劈拉混凝土试件的起裂断裂韧度,失稳断裂韧度及临界裂缝尖端张开位移CTODc，并与试验结果进行了比较。研究结果表明，当试件高度h＞400mm时，、，CTODc是一个与试件高度无关的断裂参数     

基于粘结裂缝模型的混凝土断裂过程及参数研究

为研究混凝土细观结构对混凝土断裂参数的影响,基于ABAQUS平台进行二次开发,自编0厚度粘结单元嵌入程序,建立混凝土细观粘结裂缝模型对文献中的水工二级配混凝土断裂过程进行数值模拟并验证数值模型的准确性。在此基础上结合边界效应模型预测混凝土的断裂参数以及分析骨料粒径、骨料形状对混凝土断裂参数的影响。结果表明:混凝土细观粘结裂缝模型能准确模拟混凝土损伤断裂全过程,数值模拟得到的荷载-裂缝口张开位移曲线关键点与文献中试验所得关键点平均值相对误差在10%以内;数值模拟结果经边界效应模型计算得到的混凝土抗拉强度、断裂韧度与文献中采用规范公式计算的相对误差在7%以内;随着骨料平均粒径的增大,混凝土材料的抗拉强度逐渐减小,断裂韧度逐渐增加。该研究可为混凝土断裂参数的预测提供参考。     

水工混凝土结构损伤断裂研究

混凝土结构的断裂破坏是混凝土中裂缝累积损伤的结果。由于混凝土材料性能和作用荷载等因素的随机性，混凝土结构裂缝的扩展过程也表现出随机特征。本文应用马尔柯夫随机过程模型实现了对这一过程的概率分析，并给出了状态转移概率矩阵的确定方法，文末结合简单算例说明了该方法的具体应用。     

碾压混凝土拱坝单向间隔诱导缝等效强度研究

通过对混凝土试件断裂韧度的分析,得到了碾压混凝土断裂韧度的尺寸效应规律,将该规律运用到单向间隔诱导缝等效强度计算公式中,得到与缝长有关的强度计算公式,并得出相同面积折减率下单向间隔诱导缝等效强度随缝长的增加而减小的结论。由诱导缝断面强度剩余率曲线又得到诱导缝断面强度剩余率随缝长的增加而减小,随强度等级降低而增大的结论。据此提出了碾压混凝土拱坝中诱导缝应选择相对较长的尺寸,坝体选用的混凝土强度等级在对坝体温度应力影响较小的情况下应适当提高的建议。     

碾压混凝土穿透诱导缝裂纹断裂模型研究

为解决双线性模型用于分析小尺寸混凝土试件裂纹时存在较大误差的问题,在内含穿透诱导缝的碾压混凝土轴拉试验基础上,采用软化应力分配规律理论,确定了穿透诱导缝缝端虚拟裂纹的黏聚力分布公式,推导丁诱导缝临界张开位移、亚临界裂纹扩展长度、断裂韧度的计算方法;在对诱导缝边界作了修正后,得到了穿透诱导缝修正双线性断裂计算模型;对不同削弱度的穿透诱导缝的断裂参数进行了求解,与有关文献介绍的结果进行了比较,验证了所建模型的可靠性。     

关于防止水工混凝土裂缝的探讨

文中从混凝土的力学和热学物理性能出发，探讨了水工混凝土裂缝发生的原因．分析了保证基础块混凝土不产生贯穿性裂缝和表面裂缝的条件，在工程实践基础上．总结了提高混凝土抗裂能力的方法及防止裂缝的结构措施和施工措施。     

融合粒子群算法的混凝土裂缝预测模型研究

运用模糊优选人工神经网络对混凝土重力坝裂缝进行智能预测,在对模糊优选神经网络训练中采用融合粒子群算法,利用其全局寻优的能力和局部细致搜索优势,在解空间进行智能搜索,最终发现最优解。实例检验结果表明,采用这种方法可以提高模糊优选人工神经网络的训练效率,预测结果更合理。     

约束圆环试验混凝土裂缝扩展全过程研究

美国国家公路与运输协会（AASHTO）及美国试验材料学会（ASTM）推荐约束圆环试验为评估早期混凝土抗裂性的标准试验方法。为了更好地研究约束圆环试验中混凝土的破坏机理,利用 ANSYS 有限元软件热学分析和结构分析模块,在混凝土上施加虚拟温度场来模拟收缩作用。结合应力分析结果确定混凝土的起裂位置,并引入虚拟裂缝模型,模拟外圆周干燥的圆环试件收缩裂缝在起裂后的扩展过程。通过对比混凝土开裂时间,预测结果和试验结果吻合良好,验证了数值模拟中提出的计算方法的可行性。结果显示,在约束圆环试验中,限制收缩裂缝形成后直接进入失稳扩展阶段,试验中钢环压应变的突然滞回反映了混凝土限制收缩条件下的失稳扩展。     

基于能量理论的混凝土梁裂缝口张开位移分析

混凝土结构在未使用之前往往已经存在裂缝,在外荷载作用下,混凝土内部微裂缝会不断产生、扩展,成为混凝土破坏的根源,因此有必要计算混凝土已有裂缝口的张开位移。应用基于能量理论的裂缝扩展准则和虚拟裂缝模型,通过编程来模拟混凝土梁混合裂缝的扩展,对于混凝土梁裂缝口张开位移的计算是有效的;切口深度增大时,裂缝口张开位移增大;弹性模量增大时,裂缝口张开位移减小,混凝土的抗裂性能得到加强。     

浅议混凝土面板裂缝与控制

国内外已建面板坝工程其混凝土面板裂缝是普遍存在的，但多数只是小于0．2mm的微细裂缝，它们不贯穿或少数贯穿某个浇筑块。当面板垫层设计考虑不周，混凝土原材料选择及配合比设计不合理以及施工控制不当等因素均会降低面板的抗裂性能。根据混凝土原材料选择及配合比设计，模拟面板施工时段以及水库运行期的温度、湿度变化对面板的影响等试验数据，论述了面板的裂缝变化与合理控制。     

混凝土面板堆石坝面板混凝土抗裂性能的研究

防止堆石坝面板混凝土裂缝的措施之一是提高混凝土的抗裂性。通过配合比优化，为天生桥一级水电站钢筋混凝土板设计出抗裂性性能较好的混凝土。研究提出一个衡量混凝土本身抗裂性的指标－－混凝土抗裂性指数。     

水工大体积混凝土温度裂缝成因及对策研究

水工大体积混凝土温控防裂一直是工程界长期关心和大力研究的重要课题,文章对温度裂缝的分类、产生的成因等进行研究,结合以前工程实践,提出预防措施,供有关人员参考。     

团山水库堆石坝施工期面板裂缝处理措施研究

团山水库面板堆石坝最大坝高50m,大坝在施工期混凝土面板产生较多非结构性裂缝。经对裂缝进行检测和钻孔压水试验分析,认为施工期面板较长累计变形收缩量较大、表面止水施工期间养护效果不佳和施工速度快是引起面板裂缝的主要原因。文章选择研究低压灌浆修补和裂缝表面封闭相结合的处理方案,经现场检查和压水试验分析成果表明:裂缝处理效果好,蓄水试验运行未见明显裂缝,水库运行状况稳定。     

大体积混凝土抗裂性能研究

对影响大体积混凝土抗裂性的极限拉伸值、抗拉弹性模量、温度变形等几个主要因素进行了分析，得出大体积混凝土抗裂性指标，并将其应用于评价大体积混凝土抗裂性，结果与实际工程相符，可靠有效。为大体积混凝土的抗裂设计及阶段性养护提供可靠的实验依据。