預制彎折裂縫混凝土試件復合型斷裂試驗研究和數(shù)值模擬.pdf

1、混凝土作為一種人工合成的多向復合材料，其力學特性與裂縫擴展密切相關。由于在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑以及養(yǎng)護過程中混凝土內(nèi)部隨機形成的缺陷與微裂紋，以及外荷載的影響，從而導致其破壞過程非常復雜。雖然對混凝土斷裂的研究已經(jīng)得到越來越多學者的重視，也取得了一定成果，但對于混凝土斷裂的研究仍然處于初級階段，還有許多問題未得到解決。相對于研究更加成熟的Ⅰ型斷裂，在實際工程中，混凝土Ⅰ-Ⅱ復合型斷裂更為常見。因此對于Ⅰ-Ⅱ復合型裂縫的起裂、擴展、失穩(wěn)過程，都

2、是研究的重點。為了進一步研究混凝土Ⅰ-Ⅱ復合型裂縫斷裂擴展過程，本文主要開展了以下研究工作:
　　1、混凝土Ⅰ-Ⅱ復合型斷裂起裂準則的試驗研究
　　采用三點彎曲梁試驗，通過在跨中直裂縫尖端彎折不同角度的與直裂縫相同長度的彎折裂縫，對Ⅰ-Ⅱ復合型斷裂荷載-位移全過程曲線進行研究，并考慮縫高比(0.2、0.3、0.4、0.5)和彎折角度(22.5°、45°、67.5°、90°)的影響，獲得了完整的P-CMOD曲線和P-δ曲線。采

3、用電阻應變片法測得起裂荷載，采用ANSYS有限元軟件計算了不同試件裂縫尖端起裂對應的應力強度因子KⅠ、Kn，得到了混凝土Ⅰ-Ⅱ復合型裂縫起裂斷裂準則;
　　2、混凝土Ⅰ-Ⅱ復合型裂縫斷裂擴展過程數(shù)值模擬
　　運用大型通用有限元軟件ANSYS，當外荷載與粘聚力共同作用產(chǎn)生的應力強度因子大于混凝土Ⅰ-Ⅱ復合型裂縫起裂方程時裂縫擴展作為擴展準則，對預制彎折裂縫的混凝土三點彎曲梁裂縫擴展過程進行了數(shù)值模擬計算。采用試驗得到的材料參數(shù)