带缺陷流变性材料裂尖断裂过程区的热力学性和电磁性

带缺陷流变性材料破坏过程中显现出热致磁效应的实验结果表明：在材料破坏的过程中，由于内部温度梯度的存在，导致裂尖断裂过程区具有热致磁效应．可见，热传导方程应包括电磁场的贡献．这种情况意味着断裂过程区内的磁感应场变化，不是由磁通量守恒律的局部化剩余产生，而是本构关系的直接结果，它显示为非局部效应，并参与能量耗散，因此，材料的破坏过程不是纯粹的力学过程．本文应用线性算子谱论建立了条带型断裂过程区的流变场方程并讨论了其热力学关系．最后，以对于Galilei不变式是协变的Lorentz不变式方程分析了裂尖断裂过程区的电磁场特性．本文的成果将有利于金属基复合材料、导电聚合物、定向纳米材料等新型材料的设计和制造以及有关结构物的失效分析．     

混凝土尺寸效应研究现状综述

【目的】尺寸效应现象普遍存在于混凝土这类准脆性材料中，由于尺寸效应的存在，混凝土的力学性能参数不再是常数，而是依赖于试件或构件尺寸的变化而变化。【方法】基于理论研究和试验研究两个方面对混凝土强度尺寸效应的研究进展进行阐述。【结果】总结了混凝土强度尺寸效应力学性能方面的影响。【结论】通过对现有的尺寸效应理论和试验结果的研究分析，对混凝土强度尺寸效应未来的研究方向进行了展望，以期为相关人员提供参考和借鉴。     

轻骨料混凝土破坏准则

借鉴金属断裂准则,提出了轻骨料混凝土拉、压子午线和偏平面破坏包络线均为椭圆曲线的破坏准则,实现了拉、压子午线和偏平面包络线在函数类型上的完美统一,克服了二次抛物线型拉、压子午线破坏面不光滑的缺点．根据对轻骨料混凝土试验结果的拟合,量化了其拉、压子午线方程．     

若干因素对多孔水泥混凝土内部孔隙状态影响研究

为研究骨料因素和成型工艺的不同对多孔水泥混凝土内部孔隙状态的影响,采用工业CT扫描技术对多孔水泥混凝土试件内部孔隙进行识别,并通过CT图像数据提取方法获得多孔水泥混凝土内部孔隙率、孔隙连通状态及孔径尺寸等。结果发现,不同骨料级配中,随骨料粒径增大,多孔水泥混凝土试件内部孔隙率、平均孔径大小以及孔隙连通状态整体呈增长趋势。与碎石相比,卵石多孔水泥混凝土孔隙率和平均孔径略小,连通孔隙率略高。振动时间越长,孔隙率越低,平均孔径越小,但随时间的增加,变化并不明显。与此相反,采用插捣法制备的试件内部孔隙分布均匀性较振动法差,且试件内部连通孔隙率要高于振动法。相较于骨料体积比、骨料种类以及成型工艺,骨料级配对孔隙状态影响最为显著。     

带陷缺流变性材料裂尖断裂过程区的热力学性和电磁性

带缺陷流变性材料破坏过程中显现出热致磁效应的实验结果表明，在材料破坏的过程中，由于内部温度梯度的存在，导致裂尖断裂过程区具有热磁效应，可见，热传导方程应包括电磁的贡献，这种情况意味着断裂过程区内的磁感应场变化，不是由磁通量守恒律的局部化剩余产生，而是本构关系的直接结果，它显示为非局部效应，并参与能量耗散，因此，材料的破坏过程不是纯粹方法的过程，本文应用线性算子谱论建立了条带型断裂过程区的流变场方程     

论混凝土裂纹体的流变断裂

本文的讨论,提出了可以发展混凝土构件流变断裂的一个一般的框架。探讨了三个主要问题,即本构方程的非线性、动态能量释放率及混凝土中粗骨料与砂浆间界面斜枝微裂纹的发展规律。本文引入混凝土裂纹体的包含断裂元件的流变模型,从而使混凝土断裂的上述问题的研究得以简易化。推导出具有材料非均质性所引起的流变效应的混凝土裂纹体本构方程。将有限应变下的超弹性材料中直形尖裂纹的动态能量释放率G_d的统一处理方法,推广到混凝土裂纹体情况。将G_d分成G_(d1)和G_(d2),它们分别表瞬时断裂和延迟断裂的动态能量释放率。然后,我们再将G_d分成通常的准静态能量释放率加上负的动态贡献,即G_d(t)=(?)(t)+(?)(t)。显然,(?)和(?)对混凝土中裂纹的动态特性的关系,比应变能变化率(?)与动能变化率(?)对它的关系更密切些,这是由于(?)和(?)一般地不是裂纹尖端所固有的缘故。最后,根据混凝土中粗骨料与砂浆间界面斜枝微裂纹的发展规律,借助主裂纹尖端前的“损伤积累”概念,论证了主裂纹是在等时间隔以跳跃形式增长的。     

混凝土强度尺寸效应的本构描述及其数值实现

大量试验表明混凝土强度存在尺寸效应.为了清晰表达出尺寸效应的物理本质,基于I阶梯度损伤理论给出了混凝土强度尺寸效应的本构描述;在有限单元网格的高斯点上建立非均匀的正交有限差分网格,构造相应数值算法.数值模拟结果表明:混凝土梁的名义抗弯强度Mnom随着梁深d的减小而单调减小,Mnom随内部特征长度的增大而单调增大,与文献中的实验结果相吻合,利用I阶梯度损伤理论解释混凝土强度尺寸效应现象是可行的.     

非局部断裂与尺寸效应

根据流变断裂学的理论和方法,结合非局部场理论和不可逆热力学,对裂纹扩展过程中的变形、热力平衡、热流变响应以及断裂的尺寸效应进行了探讨.由于变形的非协调性.以及裂纹扩展过程中新表面的产生,导致体积与表面物理量的相互转换,而使局部化假设失效,文中导出了一组更为广泛的描述裂纹扩展过程的局部热力平衡方程以及相应的边界条件,本文将断裂作为变形的极限行为,首次将它引入本构方程,把裂纹扩展表面能作为本构变量,给出了裂纹扩展对热流变响应的影响的一般形式,进一步揭示了Griffith表面能的本质和断裂的不可逆性,从而把流变与断裂在不可逆热力学基础上更紧密地结合起来了。最后,从一般的角度研究了断裂的尺寸效应,并指出非均质是产生尺寸效应的重要原因之一。     

简述混凝土裂缝原因及预防措施

钢筋混凝土是一种砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料,在其微观相组成之间主要结合力是范德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时,就产生裂缝。混凝土裂缝是混凝土工程一种很普遍的现象,现就裂缝产生的原因以及如何控制混凝土裂缝做简单介绍。     

混凝土细观结构三维球形骨料随机生成方法研究

为深入研究混凝土细观结构,运用可视化软件Matlab结合蒙特卡罗方法自动生成混凝土三维球形骨料模型,并利用有限元软件对其进行网格划分和网格检查．模拟结果表明：利用Matlab建立的混凝土骨料模型,实现了骨料生成的随机性;生成的骨料具有很好的连续性．该方法通俗易懂,模型直观且精确性高,有利于对混凝土的宏观、细观力学性质做进一步的数值研究．     

蠕变断裂试验及初步研究(英文)

混凝土的蠕变断裂试验是一个相当困难的试验,以前还没有人成功地做过这样的试验。我们利用预裂的办法尽量减少混凝土的离散性进行了蠕变断裂试验,获得了蠕变断裂时间和荷载比关系,充分证实了篇变断裂的存在,以及发现在篇变断裂过程中伴随有微裂纹扩展。目前,我们用粘弹性理论蠕变断裂现象进行了初步分析,计算成果和试验非常好地呈现一致性。     

路用橡胶轻集料混凝土的抗冲击性能及机理研究

针对轻集料混凝土抗冲击性能差的缺点,采取在轻集料混凝土中添加橡胶粉、聚合物等措施,对轻集料混凝土进行改性,在保证其具有一定路面使用强度的前提下,提高其抗冲击的能力.研究结果表明:橡胶粉添加到轻集料混凝土中后,显著提高了轻集料混凝土的抗冲击韧性;而再掺加少量聚合物后,抗冲击韧性提高效果更为明显.进一步的研究发现:橡胶粉的填充作用以及形成吸收应变能的结构变形中心作用是提高轻集料混凝土抗冲击韧性的主要原因;聚合物的加入,改善了整个混凝土内部的孔隙及界面结构,橡胶粉吸收应变能的结构变形中心作用得以充分发挥,从而改善了轻集料混凝土的抗冲击性能.     

混凝土裂纹体的裂纹延迟失稳扩展

为对混凝土构筑物的裂纹延迟失稳扩展现象进行严格的理论论证以更深刻地理解它,基于整体能量平衡和裂纹前缘双重衰坏区的概念,建立了裂纹失稳扩展孕育期的理论。将混凝土构筑物视为由一个弹簧和一个Kelvin模型串联而成的三元流变模型表征的标准线性固体,分析了裂纹扩展期间发生的能量耗散和能量释放率G_1。在裂纹失稳扩展的孕育期,外衰坏区的整体特性是初级蠕变的而不是弹性的或瞬时塑性的形变,内衰坏区则随时间而发展二级蠕变。引人C*一积分的定义,并从而推导出用以解释孕育期间裂纹尖端附近整个衰坏区形变特性的特征时间和长度。其次,得到另外一些重要结论如下: 1 为正确对待混凝土构筑物的断裂,应将它看作是一个具有记忆的历史过程、一个具有耗散能的热力学不可逆过程。因此,通常的局部能量平衡方程不再能做为设立的整体能量平衡方程的推论而得到。2 将混凝土视作为标准线性体,其应变能释放率可分成两部分,一部分表明迟滞弹性效应,另一部分表明粘性流效应。所以,裂纹扩展时能量耗散,并且裂纹的形成是不可逆的。3 混凝土裂纹体的G-判据与K-判据间的关系是时间相依的。在恒载条件下,它的能量释放量随时间而增长到一个较高的极限值,从而存在裂纹延迟失稳扩展的临界裂纹尺寸。4 混凝土构筑物的断裂过程中,裂纹失稳扩展前是存在亚临界扩展阶段的,它显现与否取决于所施应力水平。在此阶段,虽然外载保持固定,但裂纹仍随载荷持续时间而缓慢增长,所以裂纹前缘的应力场也是时间的函数。5 在裂纹失稳扩展的孕育期,裂纹尖端的外衰坏区呈初级蠕变变形.而内衰坏区随时间发展着二级蠕变。在长时间后,整个衰坏区的蠕变发展。裂纹尖端应力场可由包括C*的方程(44)给出,而C*与载荷参数有关。6 用以说明裂纹尖端附近整个衰坏区变形特性的特征时间,可从衰坏区蠕变应变集中的“短时间”与整个衰坏区蠕变从初级发展到二级而三级蠕变的“长时间”之间的差推导出。本文研究成果解释了某单支墩大头坝在蓄水8年后原有约3米长的浅裂纹突然失稳扩展成深达50米左右深裂纹的成因。     

开裂准则及结构钢开孔板断裂试验

参照混凝土5参数破坏准则,给出了结构钢在σm>0范围内的旋转抛物面断裂准则.以结构钢屈服面和断裂面相切于三向等拉伸破坏点为假设,导出了结构钢的屈服面方程.并对10个结构钢作了开孔板拉伸断裂试验,结果显示:断裂面有明显的剪切滑移痕迹,断裂类型为正断和剪断混合型.通过对开孔板断裂试验的数值模拟分析,验证了建议的断裂准则具有较高精度,并给出了结构钢抗断设防图.     

再生混凝土基本性能试验研究

考虑再生骨料替代率、纤维掺量、外加剂掺量,制作再生混凝土试块分别进行和易性、抗压弹性模量、抗压强度、劈裂强度试验,研究这些因素对再生混凝土基本性能的影响.通过试验分析可知,相对于普通混凝土来说,再生混凝土的基本力学性能较差.随着再生骨料替代率的增加,对再生混凝土的基本力学性能产生明显的不利影响,但通过添加聚丙烯纤维,可有效地改善其基本力学性能.另外,掺加引气减水剂,可有效地改善其再生混凝土的和易性.     

氯氧镁水泥煤矸石混凝土的强度试验研究

为了研究氯氧镁水泥煤矸石混凝土强度的主要影响因素及其变化规律,进行了一系列混凝土抗压强度试验。试验结果表明:氯氧镁水泥混凝土的强度与摩尔比为n_(MgO)∶n_(MgCl_2)呈上凸曲线关系,在n_(MgO)∶n_(MgCl_2)=6∶1时试样的强度达到峰值;随煤矸石掺量的增加,混凝土强度不断降低,且前7天混凝土强度增长速度下降,7天后不同煤矸石掺量的混凝土强度增长速度相差不大;氯氧镁水泥混凝土的最优摩尔比为n_(MgO)∶n_(MgCl_2)=6∶1;煤矸石替代碎石作骨料会导致混凝土强度降低;煤矸石掺量对氯氧镁水泥煤矸石混凝土的早期强度影响较大。     

简单露出型平板钢柱脚研究

采用考虑接触问题的有限元法对部分露出型刚接柱脚的整体变形进行分析.对比文献对柱脚转动刚度和变形研究的结果,引入了不同构造柱脚柱子轴力、弯矩均随加载过程变化的弹性约束力学模型.在柱脚连接设计中引进半刚性柱脚定义,对柱脚连接的分类、界定半刚性连接以及柱脚设计提出了相关建议.