钢筋混凝土构件损伤累积模型的研究现状

<正>一、前言对损伤的研究,是源于损伤力学的发展。它企图从物理上解释出材料从变形到破坏的总过程。在土木工程中,目前主要采用古典力学,只研究变形直至破坏的两点的状态。将损伤这一概念引入进来,就为结构的研究提供了全新的前景。     

混凝土宏观损伤本构模型综述

从弹性损伤模型出发,根据混凝土本构关系的研究历史,整理出了经典弹性损伤模型中的几种独特想法,以及不同损伤模型各自对混凝土材料非线性与不可恢复变形等力学行为的反映。从3个方面归纳总结了经典的弹塑性模型对塑性应变的反映,重点是从损伤变量的演化法则——基于损伤能量释放率、损伤能量释放、经验演化法则总结了几个有代表意义的混凝土损伤本构模型,通过研究对比了各个模型的特点以及不足,为研究混凝土损伤本构模型提供思路。     

连续损伤力学的几个基本问题

本文给出了连续损伤力学基本理论的一些见解,以及应用连续损伤力学分析结构破坏过程的思路、步骤与方法。     

考虑裂尖损伤的粘弹性裂纹扩展规律

本文根据作者1在对聚合物断裂破坏过程的实验观测基础上，应用连续损伤力学的基本观点和方法所建立的裂纹尖端破坏模型，研究了考虑裂尖损伤的粘弹性裂纹扩展规律，讨论了以损伤演化和裂纹扩展行为构成的聚合物材料破坏的全过程，并在理论分析的基础上，具体计算了某种聚合物在恒定载荷作用下的裂纹扩展行为，预期的理论结果与实验值吻合的较好．     

多机制损伤测量

本文基于连续介质损伤力学方法,通过引入伴随变量,讨论了损伤测量参量的选取对多机制损伤的测量以及建立损伤演化方程的影响。并从理论上证明了、实验上验证了采用单参量测量多机制损伤只能精确到同格损伤状态程度。由此指出了目前在连续介质损伤力学中广泛使用的损伤测量方法的局限性。     

多机制损伤演化特性的研究

本文研究了多机制损伤演化的干涉现象,指出了连续介质损伤力学的局限性。建议采用复损伤模型研究多机制损伤。并对GH123合金在高温低周疲劳下的损伤响应进行了实验验证,得到了有关损伤演变曲线和演化方程以及材料损伤响应函数随循环频率变化的曲线。同时进行了微观断口分析对比试验,其结果与宏观模型一致。     

PMMA银纹损伤实验研究

利用含缺陷流变性物体的材料破坏理论,采用显微技术对高聚物蠕变条件下的银纹损伤引发和演化进行了实时在线的实验研究.通过对损伤变量的定量观测,得到了聚甲基丙烯酸甲酯银纹损伤随时间和应力水平演化的规律,并给出了损伤演化模型.     

流变损伤材料的本构理论

连续损伤力学已日益受到重视,但目前有关损伤材料本构理论方面的工作,还多着眼于弹、塑性损伤材料。木文讨论了建立流变损伤材料本构方程的一般方法,而弹塑性损伤材料的本构方程可作为本文所述方法的一种特例得到。本文的工作为具有流变性能材料的连续损伤力学基本方程的建立提供了方便。     

FRP加固钢筋混凝土柱经历模拟地震作用后的长期性能试验与分析

FRP加固钢筋混凝土柱在经历地震荷载作用后的残余性能,对于已建桥梁的加固具有重要意义,而这方面的研究基本上处于空白.此试验制作了8根大比例的钢筋混凝土桥柱模型,采用GFRP和CFRP两种材料对试验柱进行了加固,在轴压比为0.2的恒定轴压力下进行拟静力试验,外包FRP加固层的材料类型和水平延性率是试验的主要参数.5根试验柱在经历有限的地震作用后进行长期轴压试验.受损伤试验柱的长期荷载试验表明:FRP加固柱的徐变变形远小于对比柱的徐变变形;带损伤的加固柱在长期荷载作用下的变形发展与加固柱的损伤程度和FRP的弹性模量密切相关;变形量与损伤程度和加固材料的弹性模量有关,并与持荷大小有关.在试验条件下,带损伤的加固柱长期轴向变形呈稳定态势,并可以用修正现有混凝土徐变计算公式推算.     

时间相依性断裂和损伤

本文研究了时间相依性断裂。分析了裂纹尖端损伤分布。从断裂力学和连续介质损伤力学角度出发讨论了蠕变断裂问题以及表征蠕变裂纹生长率参量的适用范围。在一定限定条件下导出了蠕变裂纹生长率的表达式。     

非贯通裂隙混凝土损伤特性试验研究

为了探究不同裂隙倾角、连通率对混凝土力学行为及微观损伤特性的影响,采用岩石力学及声发射配套系统,对17组相同配合比、不同裂隙倾角和连通率的混凝土进行了单轴压缩及声发射监测试验。研究结果表明:混凝土的强度、变形破坏及内部损伤等与裂隙倾角和连通率密切相关,且均表现出各向异性的特征。相同倾角下,连通率越大,混凝土的延性和峰值当量强度越低,连通率一定时,延性和峰值当量强度呈先减后增的整体趋势;无裂隙时,声发射主要集中于峰值应力前后,表现为脆性破坏特征,大/小倾角及小连通率时,声发射表现为脆延性破坏形式,大/小倾角及大连通率时,声发射信号主要表现为"S"型的3阶段延性特征,主要集中于屈服至峰值应力阶段。基于声发射损伤模型计算得到的损伤演化过程表明:模型计算结果和试验结果吻合良好,且混凝土内部的损伤演化随着倾角和连通率的变化而表现各异,连通率越大时,损伤发展越平缓,越充分。     

岩石脆性临界破坏的声发射特征分析

根据岩石变形破坏过程中应力-应变和声发射事件数-应变曲线所表征的声发射信息特征,利用重整化群理论,研究了岩石破裂过程中声发射信息与加载过程的相关性.研究表明:声发射特征参数蕴含丰富的损伤渐进破坏前兆信息,岩石变形破坏前声发射特征参数在变形破坏阶段会有明显的"相对平静期",特别是当应力水平达到70%~80%之后.声发射信息出现的"相对平静期"可以作为判识岩石破裂的参照信息;岩石破裂的视电阻率识别值和声发射特征识别值对应的应力水平相近,比波速特征识别值同步性好,敏感程度高.通过试验分析与理论研究,验证了将声发射特征信息用于表征岩石破裂前兆信息的准确性.     

力学损伤对混凝土抗冻性影响的研究

实验室范畴内的快速冻融,能明辨初始时段的应力损伤,以及土体特有的抗冻表征.评判依托的指标,包含相对态势的动弹性、质量更替这样的概率.实验得来的数值表征着:比对基准特性的混凝土,应力损伤会限缩土体原有的抗冻属性.若表征出来的损伤度没能超出0.1,力学损伤特有的特性影响,还没能凸显出来;若损伤度升至这一界限,则抗冻融特性的限缩程度,就会渐渐递增.经由演化路径下的解析,创设了力学损伤关联着的演化方程,辨别了抗冻性更替的规律.     

CT技术应用于岩石细观损伤特性试验研究现状

主要从CT技术的检测原理、岩石损伤的直接检测、三轴或单轴条件下岩石的破坏机理及演化方程和本构关系等方面概述了岩石细观损伤特性试验研究现状及进展。     

一个考虑损伤的非线性粘弹性本构关系

在已有非线性粘弹性本构关系的基础上．运用连续介质损伤力学方法．得到了一个考虑损伤的非线性粘弹性本构关系．并通过对在不同应变率条件下的单轴拉伸实验的理论研究．验证了考虑损伤的非线性粘弹性本构关系更适合于对非线性粘弹性材料的力学行为进行描述的结论．     

深球壳在横向载荷作用下的静态分析

研究深球壳在横向均布载荷作用下的静态变形问题.从壳体的小变形理论出发得到深球壳的基本方程,结合其对应的边界条件采用打靶法进行求解,调整所取壳体展开的角度、壳体厚度与半径的比值、壳体外载荷等参数和壳体的变形挠度,通过数值结果分析壳体的变形与各参数之间的关系.对深球壳的线性静态力学行为的研究可以反映这一类弹性构件的静态力学...     

疲劳断裂问题的损伤力学分析

本文用连续损伤力学研究疲劳断裂问题,在裂纹沿裂纹面扩展的条件下,给出了基本型裂纹体和复合型裂纹体的求解方法。最后给出了一个计算实例。     

损伤演化的新探讨

基于连续介质损伤力学，引入伴随参量概念，提出了建立损伤演化方程的一种新方法，并讨论了损伤材料基本规律中测量的影响．使用这一新方法，得到了蠕变损伤的演化方程，其结果与７００℃时ＧＨ３３Ａ合金蠕变实验吻合．     

非线性摆型波问题的提出及科研仪器研制

总结了地下强爆炸动力作用下,岩石地质材料动力变形与破坏方面的试验与理论研究成果,包括在描述岩石的力学和震动效应中连续介质力学的不适用性,以及关于地下爆炸所诱发出的具有独特性质的非线性弹性摆型波的试验证据.指出与岩体构造层次相关的摆型波的理论预测和试验验证正逐渐形成非线性岩石力学的重要研究方向,并在诱发地震、岩爆及其他地震动事件的研究中展现出了重要的应用前景.在综述文献的基础上,提出实际地质介质对外部动力效应响应的物理试验模型,并开发了相关的试验仪器及量测系统,期望为深部岩体非线性力学行为的发展提供可靠的试验支撑.     

低合金Q420D钢蠕变损伤研究

本研究对低合金Q420D钢进行高温（温度为750℃和800℃）蠕变试验,利用高温蠕变试验数据对K-R蠕变损伤模型和双曲正弦蠕变损伤模型进行拟合,并求得蠕变损伤模型的材料常数。从损伤因子的演化和蠕变寿命预测两方面对K-R蠕变损伤模型和双曲正弦蠕变损伤模型进行比较。结果表明：在损伤因子演化方面,K-R蠕变损伤模型不能完全表述损伤因子从0到1的演化过程,而双曲正弦蠕变损伤模型则能很好地表述损伤因子的演化;在蠕变寿命预测方面,K-R蠕变损伤模型的预测效果优于双曲正弦蠕变损伤模型。