基于裂缝扩展准则的混凝土重力坝裂缝扩展全过程数值分析

将裂缝扩展准则应用于混凝土重力坝裂缝扩展全过程分析,结合虚拟裂缝模型计算了经典混凝土重力坝模型的断裂特性,并与其他数值方法进行了对比。结果表明：利用该数值方法得到的混凝土重力坝模型的外荷载一裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展路径与试验结果均吻合良好;当给定了混凝土材料的起裂断裂韧度、断裂能、抗拉强度等参数后,即可采用该数值方法对混凝土重力坝裂缝扩展全过程进行分析。     

绕丝筒体的附加断裂阻力

含轴向外表面裂纹的简体经预应力钢丝缠绕后,不仅由于简体环向应力的降低而使其承载能力提高,而且还由于处于裂纹上方的钢丝对裂纹的张开和外鼓趋势具有局部约束作用,使简体的起裂压和断裂压都大大提高。本文在一定简化条件下计算了这种局部约束作用对简体产生的断裂阻力,并进行了实验验证。计算结果与实验结果吻合较好。本文的分析结果,可供工程绕丝止裂设计参考。     

混凝土裂缝非线性断裂的简化预测方法研究

混凝土的裂缝断裂问题是评定混凝土结构工程安全的关键问题.结合起裂韧度准则和黏聚力模型,提出了一种混凝土裂缝断裂分析的简化预测方法.通过给定裂缝黏聚力的分布形式,推导了裂缝张开位移、外荷载的表达式,结合拉伸软化曲线给出了相应的求解方程和求解步骤,获得了裂缝起裂至扩展的全过程曲线.其中,裂缝扩展基于起裂韧度准则,黏聚力产生的应力强度因子和位移采用权函数方法进行计算.利用不同尺寸的楔入劈拉试件对断裂全过程进行了计算,结合现有的混凝土断裂试验成果对本文方法进行了验证.结果表明采用本方法可完整的计算裂缝断裂全过程并准确的预测带裂缝构件的极限承载力,从而验证了本文方法的有效性和合理性.     

重力坝坝踵界面裂缝的地震断裂分析

针对有限元方法计算异弹模界面裂缝程序繁琐的问题，利用特解边界元法，对重力坝坝踵区界面裂缝在地震作用下的应力强度因子变化规律进行了探讨，得出了应力强度因子KI,KⅡ，K0随弹模比的增加而减少，随裂缝长度的增加而增加，地震动水压力对重力坝裂缝影响较大。算例表明，特解边界元法是计算非均质裂缝动态断裂的有效方法。     

橡胶混凝土断裂性能试验研究

开展了橡胶混凝土三点弯曲梁断裂试验,获得了不同试件尺寸和橡胶掺量下的裂缝断裂全过程曲线,对橡胶混凝土断裂能G_F及裂缝扩展K-R阻力曲线进行研究。基于数字图像相关方法,获得了橡胶混凝土试件垂直于裂缝扩展方向的全场位移和应变信息,对裂缝扩展的损伤断裂演化过程进行研究。结果表明：随试件尺寸增加和橡胶掺量提高,断裂能均呈现出上升趋势;K-R阻力曲线随试件尺寸变化表现出明显尺寸效应,橡胶掺量在0%~14%设计范围内时,K-R阻力曲线与橡胶掺量无关。     

关于事材料板断裂分析的Z因子讨论

本文对发表于国际工程断裂力学杂志第４３卷第５篇论文进行了讨论，并扩展了Ｚ－断裂准则的使用范围，还推导出了复合材料特征值△〈０时Ｚ因子的解析表达式。这些公式对航天复合材料板受弯断裂分析时非常重要。     

含曲线裂纹的各向异性板断裂问题

对各向异性板中抛物线裂纹的断裂问题进行了研究.根据各向异性板的有关理论,设出了应力函数的复变函数表达式.运用保角映射方法和待定系数法,通过构造恰当的保角映射函数,把带有抛物线几何形状裂纹的物理平面映射为带有单位圆的无限域.在该无限域上借助应力边界条件把复合材料断裂问题转化为一类求解方程边值问题,推导出了应力函数的表达式.得到了无穷远处受斜对称载荷时抛物线曲线裂纹尖端附近的应力强度因子、应力场和位移场的解析解.     

混凝土轴拉试件裂缝亚临界扩展量简化计算方法

目前,轴拉试件断裂参数存在计算繁琐的问题。针对轴拉试件断裂研究,结合已有的试验数据,提出了计算轴拉试件裂缝亚临界扩展量Δa简化计算公式,免去了计算中反复迭代过程,从而大大简化裂缝亚临界扩展量Δa计算过程。对于轴拉试件可以较方便的计算双K参数,具有较高的精度。因此,简化方法在轴拉试件缝高比α=0.1～0.4范围内满足手算要求。     

地表爆炸作用下钢筋混凝土管道裂缝扩展机制

为了研究地表爆炸作用下埋地管道的安全性,针对城区内常见的浅埋承插式钢筋混凝土管道,设计并实施全尺寸埋地管道地面爆炸现场试验. 结合全耦合数值模拟手段及分离式钢筋混凝土建模方法,基于混凝土smeared crack模型,分析地表爆炸作用下承插式钢筋混凝土管道结构体系的动力响应特征及管道裂缝扩展机制. 研究结果表明,地表爆炸作用下,管道内壁开裂以斜向裂缝和环向裂缝为主. 斜向裂缝均出现在管道的承插接口处. 当爆源位于管道承插接口上方和管身中部正上方时,距爆源最近的管道承插接口处均产生明显的斜向裂缝. 承插接口是承插式钢筋混凝土管道体系抗爆的薄弱部位.     

提高混凝土韧性与抗裂性的研究

通过由单矿物、硅酸盐水泥组成复合胶凝材料,在大量强度试验的基础上,优化单矿材料的掺量及比例,同时进行了该胶凝材料所配制混凝土力学性能试验,从理论上分析了掺入单矿的胶凝材料所配制的混凝土抗拉强度高的原因及其作用机理．     

Hydration process and crack tendency of concrete based on resistivity and restrained shrinkage crack

Hydration process, crack potential and setting time of concrete grade C30, C40 and C50 were monitored by using a non-contact electrical resistivity apparatus, a novel plastic ring mould and penetration resistance methods, respectively. The results show the highest resistivity of C30 at the early stage until a point when C50 accelerated and overtook the others. It has been experimentally confirmed that the crossing point of C30 and C50 corresponds to the final setting time of C50. From resistivity derivative curve, four different stages were observed upon which the hydration process is classified; these are dissolution, induction, acceleration and deceleration periods. Consequently, restrained shrinkage crack and setting time results demonstrated that C50 set and cracked the earliest. The cracking time of all the samples occurred within a reasonable experimental period thus the novel plastic ring is a convenient method for predicting concrete’s crack potential. The highest inflection time (t _i) obtained from resistivity curve and the final setting time (t _f) were used with crack time (t _c) in coming up with mathematical models for the prediction of concrete’s cracking age for the range of concrete grade considered. Finally, an ANSYS numerical simulation supports the experimental findings in terms of the earliest crack age of C50 and the crack location.     

聚丙烯纤维混凝土抗裂性能试验研究

聚丙烯纤维掺入混凝土中可明显改善其性能，混凝土掺入纤维后能有效控制混凝土早期干缩裂缝的数量、长度及宽度，聚丙烯纤维在混凝土中起阻裂和细化裂缝的作用，改善程度与纤维长度和掺量等因素有关。     

混凝土细观破裂过程的CT图像分析

在混凝土CT图像的处理、描述、分析等工作方面进行了有益的探索.利用CT技术对混凝土的细观破裂过程进行实时扫描观测,获得了混凝土试件实时CT图像和应力应变曲线,并提取出图像上各点的CT数加以整理.通过对图像和CT数进行分析表明,混凝土试件的裂纹一般围绕骨料在砂浆中扩展,尤其是砂浆与骨料的粘结面是研究混凝土破损的关键区域,混凝土的破坏过程可以分为压密、扩容、CT尺度裂纹扩展、破坏4个阶段.     

混凝土面板抗裂性能的时间效应

通过抗裂试验研究分析及多方面的资料综合与论证，提出混凝土面板的抗裂性指数η作为评价面板混凝土抗裂性能的指标，且η越大，抗裂性能越好。在此基础上，对混凝土面板抗裂性能的时间效应进行了深入研究，并得出混凝土面板的抗裂性能随时间的变化规律。     

预应力混凝土构件正截面疲劳抗裂分析

针对预应力混凝土构件的正截面疲劳开裂机理与静力开裂机理的差异.指出了影响疲劳开裂的两个主要参数,即预应力钢筋的有效预应力值与混凝土抗拉疲劳强度随着重复荷载次数增加而逐渐降低,且其降低的程度不可忽略.在混凝土轴心拉-拉与拉-压疲劳试验的基础上得到了疲劳强度折减系数的计算公式,并推导出考虑了疲劳荷载作用而产生的预应力损失增量的计算公式.指出对于大多数允许出现拉应力而不允许出现裂缝的预应力混凝土构件,混凝土的抗拉疲劳强度折减系数应采用由拉-压疲劳试验得出的结果,不可简单地套用规范取值.最后给出了正截面疲劳抗裂分析的实用验算方法,为预应力混凝土构件的疲劳抗裂设计提供了依据,并可为制订有关设计规范所参考.     

混杂纤维混凝土抗压强度试验及抗裂机理研究

通过试验研究掺入混杂纤维对混凝土基体力学性能的影响。试验发现混凝土的抗压强度随纤维掺量不同而有所变化,但是变化不大,当纤维掺量过高时,抗压强度下降;纤维混凝土的破坏过程从脆性变为延性,当混杂纤维混凝土中出现大量裂缝时,仍然能保持一定的强度。     

大体积混凝土中微膨胀剂的抗裂作用

研究了以粉煤灰、氟石膏摊平剂FSL的适宜组分组成的微膨胀剂和石膏系膨胀剂CAS替代部分水泥使混凝土产生延时膨胀的作用 ,通过控制微膨胀剂对混凝土的延时膨胀 ,使其与混凝土的温度变形相匹配 ;探讨了以混凝土 90d膨胀率与 3d膨胀率之差 (ε90 -ε3)作为混凝土膨胀特性评价指标的可行性 ;当ε90 -ε3为“ +”值时 ,微膨胀剂在大体积混凝土中可以发挥抗裂作用 .     

混凝土裂缝成因分析

文章对水利水电工程中混凝土裂缝产生的原因进行分析,并提出预防措施.