凍融作用下混凝土的損傷與斷裂研究.pdf

1、我國大部分地區(qū)處于寒冷地帶，低溫和凍融循環(huán)作用往往是導(dǎo)致混凝土性能劣化的主要原因。研究混凝土在低溫和凍融循環(huán)環(huán)境下的斷裂損傷性能和材料斷裂的微觀機理，具有重要的理論研究價值及現(xiàn)實指導(dǎo)意義。
　　本文針對寒冷地區(qū)混凝土長期經(jīng)受凍融作用的斷裂損傷問題，分別從微觀顯微結(jié)構(gòu)、機理分析、宏觀力學(xué)性能及凍融后斷裂面分形特征等方面進(jìn)行細(xì)致研究，旨在應(yīng)用斷裂及損傷力學(xué)評價混凝土的凍融作用，揭示凍融損傷發(fā)展規(guī)律，為實現(xiàn)寒冷地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)的抗凍耐久性

2、設(shè)計、評估及壽命預(yù)測提供理論依據(jù)。
　　對凍融作用后混凝土進(jìn)行斷裂試驗，探討凍融作用對混凝土斷裂行為的影響，揭示混凝土斷裂參數(shù)劣化特征；應(yīng)用斷裂力學(xué)的原理和方法推導(dǎo)了四點彎曲方法進(jìn)行混凝土斷裂韌度測試的計算公式以及斷裂韌度測試的其他參數(shù)計算方法，對混凝土段韌度測試應(yīng)用四點彎曲方法進(jìn)行測試，對凍融作用下不同水灰比、引氣劑、不同摻合料混凝土的斷裂韌度、斷裂能及劣化趨勢進(jìn)行了分析和探討，混凝土的斷裂韌度與相對動彈性模量之間具有良好的線性

3、關(guān)系。
　　利用顯微觀測技術(shù)，觀察凍融前后混凝土內(nèi)部微觀裂紋及損傷特征，對比混凝土內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)變化趨勢，闡明凍融作用對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷機理；通過對混凝土斷裂試驗結(jié)果對比分析，確定改善混凝土凍融損傷的優(yōu)化方案，利用顯微觀測方法分析各種摻合料對凍融耐久性的影響，并提出了合理化建議。利用損傷理論對凍融后混凝土導(dǎo)致的凍融損傷問題展開研究，建立混凝土凍融損傷的演化方程。
　　用高強石膏直接在混凝土斷裂試件的表面復(fù)型，短時間內(nèi)即可準(zhǔn)確取出

4、相應(yīng)三維形貌的斷裂表面，便于高精度分割和無破損直接測試，。應(yīng)用數(shù)字圖像方法處理進(jìn)行混凝土的宏觀裂縫以及微裂紋的分維計算，相對于傳統(tǒng)的測量方法具有精度高、速度快的優(yōu)點。此方法可以用于混凝土的分形計算中。
　　混凝土斷裂面具有很好的自相似特征，可以用分形幾何的理論和方法指導(dǎo)其分形特征的測試和評價。對凍融前后混凝土斷裂面進(jìn)行分形特征研究，將分形理論應(yīng)用于混凝土凍融損傷研究中，為探索混凝土斷裂面分形特征與斷裂行為之間的內(nèi)在規(guī)律以及建立相關(guān)

5、的數(shù)學(xué)模型提供了重要的依據(jù)?；炷翑嗔衙婢哂辛己玫姆中翁攸c，凍融后混凝土斷裂面斷裂表面進(jìn)行分維計算表明，其分形維數(shù)的方差非常小，線性回歸的相關(guān)系數(shù)也非常好，測試精度比較高?？梢詫⒎中卫碚撆c混凝土的斷裂理論結(jié)合起來，評價混凝土在凍融作用下的斷裂行為。
　　利用最小二乘支持向量機模型進(jìn)行凍融作用下混凝土的斷裂韌度和斷裂能預(yù)測，不需建立方程式，模型的建立和修改容易，可處理被干擾的數(shù)據(jù)，具有較強的概括性，比較適合小樣本狀態(tài)現(xiàn)的機器學(xué)習(xí)問題