定側(cè)壓下混凝土三軸疲勞性能試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞是一個(gè)廣為關(guān)注的問題,該文針對這一問題結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——混凝土多軸變幅疲勞破壞準(zhǔn)則(50078010)的研究,利用自制的試驗(yàn)加載裝置完成了兩向定側(cè)壓約束下混凝土三軸受壓、三軸拉-壓等幅和變幅疲勞試驗(yàn),對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析.并在此基礎(chǔ)上確定了疲勞變形定量化規(guī)律和疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法;比較全面深入地描述了混凝土多軸疲勞損傷機(jī)理和劣化規(guī)律,建立了疲勞剩余壽命預(yù)測方法和疲勞本構(gòu)模型,為混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計(jì)和分析提供了基礎(chǔ).

2、該文共分如下七章:第一章是緒論,闡述了該課題的選題背景和意義;系統(tǒng)地綜述了混凝土疲勞試驗(yàn)和理論研究的當(dāng)前國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上提出了該文的工作和內(nèi)容.第二章簡要地介紹了該文三軸疲勞試驗(yàn)裝置,進(jìn)行了兩向等側(cè)壓約束下混凝土立方體試件三軸受壓等幅和變幅疲勞試驗(yàn),分析了三軸受壓疲勞破壞機(jī)理,給出了相應(yīng)的疲勞破壞試驗(yàn)判斷標(biāo)準(zhǔn);得到了混凝土在兩向側(cè)壓約束下單級和多級受壓疲勞的變形發(fā)展規(guī)律,包括最大(最小)縱向應(yīng)變、殘余應(yīng)變、最大縱向應(yīng)變率和疲勞

3、變形模量等隨循環(huán)次數(shù)的發(fā)展規(guī)律以及疲勞損傷的演變規(guī)律,并給出了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式.第三章根據(jù)該文定側(cè)壓下三軸受壓疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù),并結(jié)合已有的單軸受壓和雙軸受壓疲勞試驗(yàn)結(jié)果,建立了綜合考慮側(cè)壓應(yīng)力水平和疲勞應(yīng)力比的統(tǒng)一S-N曲線方程,得到了混凝土多軸受壓疲勞強(qiáng)度;分析了從混凝土初始極限強(qiáng)度概率分布出發(fā)和疲勞壽命概率分布出發(fā)來計(jì)算混凝土條件疲勞極限強(qiáng)度的一致性原理,從而為應(yīng)用小樣本常規(guī)疲勞試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算條件疲勞極限強(qiáng)度提供了理論和方法.第四章進(jìn)行了

4、兩向等側(cè)壓約束下變截面混凝土棱柱體試件的三軸拉-壓等幅和變幅疲勞試驗(yàn),分析了三軸拉-壓疲勞破壞機(jī)理和破壞形態(tài);建立了綜合考慮側(cè)壓應(yīng)力水平和疲勞荷載的統(tǒng)一S-N曲線方程;得到了混凝土在兩向定側(cè)壓約束下三軸拉-壓疲勞變形發(fā)展規(guī)律,包括循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變特性、縱向應(yīng)變、第二階段應(yīng)變率、疲勞變形模量和損傷等演變規(guī)律,并給出了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式.第五章綜合評價(jià)了已有的各類混凝土非線性累積損傷模型的特點(diǎn)和適用性,并應(yīng)用非線性動力學(xué)觀點(diǎn)論證了經(jīng)典Miner線

5、性累積損傷準(zhǔn)則在預(yù)測疲勞剩余壽命方面的固有缺陷;在考慮加載歷史對疲勞壽命的影響下,建立了描述混凝土累積損傷的非線性模型;并根據(jù)損傷等效原理給出了混凝土疲勞剩余壽命的預(yù)測方法和步驟.第六章討論了混凝土材料靜力加載和疲勞加載下的特性;在綜合考慮塑性和脆性相結(jié)合的復(fù)雜性質(zhì)基礎(chǔ)上,運(yùn)用損傷理論和塑性理論在應(yīng)變空間分別建立了一個(gè)能描述混凝土應(yīng)變和剛度變化的損傷面和塑性面,應(yīng)用有效應(yīng)力和彈塑性耦合的概念來描述混凝土的多軸疲勞本構(gòu)特征.第七章為結(jié)論和