基于數(shù)字圖像相關方法的混凝土斷裂過程區(qū)力學特性研究.pdf

1、混凝土的非線性斷裂特性一直是土木行業(yè)學術界和工程界研究的熱門問題?；炷恋葴蚀嘈圆牧系牧芽p尖端存在相對尺寸較大的斷裂過程區(qū)，導致材料呈現(xiàn)明顯的非線性特征和尺寸效應。過去幾十年來，學者們提出了許多混凝土非線性斷裂模型。然而，由于實驗條件的限制，斷裂過程區(qū)的力學特性還不清楚。本文采用實驗和理論分析相結合的方法，研究了混凝土裂縫擴展過程中斷裂過程區(qū)的力學特性，建立了工程應用更為方便的粘聚裂紋模型。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
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2、1)用數(shù)字圖像相關方法測量了帶缺口的混凝土三點彎曲試件裂縫擴展及失效的全過程。進行了混凝土三點彎曲試件的斷裂實驗，用數(shù)字圖像相關方法觀測了試件在裂縫擴展過程中的全場位移與斷裂過程區(qū)長度和位移演化規(guī)律。
　　(2)基于虛擬裂縫模型和雙線性軟化曲線假設，推導了混凝土斷裂過程區(qū)張開位移的數(shù)學表達式，通過求解FredholmⅡ積分方程獲得了虛擬裂縫模型的數(shù)值解，并通過與實驗數(shù)據(jù)的對比驗證了模型的正確性。分別以無限大中心穿透裂縫板和三點彎曲

3、試件為例，計算了混凝土斷裂過程區(qū)的位移、粘聚力分布和荷載位移曲線，進而分析了斷裂過程區(qū)的力學特性和擴展演化規(guī)律。并分析計算了軟化曲線參數(shù)，初始縫高比，以及試件尺寸對斷裂特性的影響規(guī)律。
　　(3)假設混凝土斷裂過程區(qū)的粘聚力呈線性分布，提出了基于線性位移分布的粘聚裂紋模型。利用實驗數(shù)據(jù)與模型本身的計算結果驗證了模型的正確性，并進一步分析了斷裂過程區(qū)長度的發(fā)展規(guī)律，初始縫高比、試件尺寸以及軟化曲線參數(shù)對計算結果的影響。
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