水泥混凝土路面损伤断裂研究

本文应用断裂力学、损伤力学和路面破坏的基本原理,重点对水泥混凝土路面的开裂过程进行分析,提出了混凝土路面开裂破坏的3个阶段及其之间的关系,并阐述各个阶段裂纹形成和板破坏的原因及机理。     

混凝土Ⅲ型裂缝的损伤断裂准则

把损伤理论引入到混凝土的断裂分析中去,推导出了混凝土Ⅲ型裂缝在静动力荷载下缝端附近损伤长度的计算公式,提出了基于允许尺度概念的损伤断裂准则;用圆柱体试件测定了混凝土断裂韧度KⅢc.     

混凝土窄条断裂区模型及其应用

以大量的实验观察结果为依据，提出了描述混凝土类半脆性固体材料失稳断裂前存在着裂缝稳定缓慢增长过程的窄条断裂模型．根据这一模型，提出了采用ＣＴＯＤｃ作控制参数来求解失稳断裂前的有效裂缝扩展量Δａｃ和等效断裂韧度～ＫＩＣ的计算方法．结果表明，将初始缝长ａ０加上Δａｃ进行有效裂缝长度修正后求得的～ＫＩＣ与试件尺寸无关，因而ＣＴＯＤｃ和～ＫＩＣ有希望作为控制混凝土类半脆性固体材料断裂的双参数准则．     

混凝土Ⅱ型断裂的FCM和断裂能

本文讨论了混凝土Ⅱ型断裂的机理,并给出了一个产生Ⅱ型断裂的充分条件.从而,提出了Ⅱ型虚拟裂纹模型(FCM).并据此用有限元计算了属于Ⅱ型的剪切断裂能和压剪断裂能.在用刚性加载架对混凝土试样测得剪切荷载-切口相对位移全曲线的基础上,获得了剪切断裂能和压剪断裂能的试验值,它与电算值相当接近.试验结果表明,混凝土Ⅱ型断裂能约为Ⅰ型断裂能的20倍.     

混凝土裂缝在拉应变下的损伤与断裂分析

基于最大拉应变断裂理论,推导出了混凝土Ⅰ和Ⅱ复合型裂缝在静力荷载作用下缝端附近损伤区的边界方程式,给出了允许损伤尺度的定义、计算公式和损伤断裂判据,实现了损伤与断裂力学的有机结合．计算求得的损伤区长度与实测结果基本相符．     

碾压混凝土断裂性能研究

提出了测定Ⅰ－Ⅱ复合型裂缝断裂能的方法,用试验论证了不同组合Ⅰ－Ⅱ复合型试件的断裂能属同一量级;对不同应力强度因子水平的试件进行了碾压混凝土层面的徐变断裂试验,得到了应力强度因子水平与断裂时间的关系。     

混凝土裂缝在拉应变下的损伤与断裂分析

基于最大拉应变断裂理论,推导出了混凝土Ｉ和Ⅱ复合型裂缝在静力荷载作用下缝端附近损伤区的边界方程式,给出了允许损伤尺度的定义、计算公式和损伤断裂判断,实现了损伤与断裂力学的有机结合。计算求得的损伤区长度与实测结果基本相符。     

碾压混凝土层面断裂试验研究

结合我国某大型水电站工程实际，对碾压混凝土的层面断裂韧度、断裂能进行了试验研究，为分析碾压混凝土重力坝的安全度提供了可靠的参考依据。     

轻集料混凝土的断裂能

测定了具有不同强度的轻集料混凝土和普通混凝土的断裂能。比较了轻集料混凝土和普通混凝土的断裂能与抗压强度之间的关系。结果表明，对于给定的强度，轻集料混凝土的断裂能大大低于普通混凝土的断裂能。可以认为混凝土的断裂能可能与抗压强度和容重或与其动弹性模量有关。     

用断裂动力学对混凝土平面杆系进行破损评估

阐述用断裂动力学的方法对混凝土平面框架结构进行破损评估,建立含裂缝单元的刚度矩阵,利用断裂动力特征方程,对损伤部位的裂缝高度进行识别,直观地评价损伤的严重程度。通过对钢筋混凝土框架试验结果分析表明,本文的方法是可行的。     

混凝土疲劳理论研究进展

结合近50年来国内外的理论研究进展,梳理了4种混凝土疲劳问题的分析方法,归纳总结了各方法中具有代表性的研究成果,讨论了各方法的优缺点,指出了物理机制在进一步研究中的重要性.     

高强混凝土的连续损伤本构模型研究

基于高强混凝土的拉伸应力与应变全曲线及其特征点相对应参数，建立了拉伸损伤本构模型；通过理论分析提出了高强混凝土在二向与三向应力状态下拉、压两类损伤时的损伤耦合模型；根据混凝土结构总是拉裂破坏的事实，提出了用拉应变与损伤度双参量描述的损伤断裂准则，具有重要实用价值     

基于缝端损伤区域的混凝土材料Ⅱ型裂缝扩展角研究

根据Ⅰ型裂缝和Ⅱ型裂缝在损伤与断裂耦合方面的联系,基于Ⅰ型裂缝的损伤方程推导出更适用于Ⅱ型裂缝的损伤演化方程,得到损伤区域的计算方法。通过损伤梯度研究Ⅱ型裂缝从损伤至开裂阶段裂缝发展方向的变化规律,最终得到Ⅱ型裂缝的扩展角是79°。将该扩展角与经典判据得到的扩展角进行对比,结果表明该方法是可行的。     

混凝土拱坝温度裂缝及其扩展稳定性分析

在朱伯芳院士所提出的拱坝温度荷载计算方法基础上,提出了按混凝土损伤和断裂理论进行混凝土拱坝的温度裂缝及其扩展稳定性的有限元方法和新的蓄水期温度荷载计算方法,认为温度损伤是产生温度裂缝的内在原因,通过坝体损伤和断裂的耦合计算,判断坝体裂缝的产生及裂缝的扩展稳定性,在损伤计算中考虑了拉,压损伤的等效性,并引入了等价换算系数;同时,在裂缝扩展稳定性判断时,采用了考虑混凝土断裂韧度尺寸效应的断裂判据。     

不同强度等级混凝土的断裂韧度、断裂能

采用尺寸为１５０ｍｉｎ×１５０ｍｍ×１５０ｍｍ三组楔入劈拉试件进行断裂试 验，研究不同强度等级混凝土的断裂韧度ＫＩＣ、断裂能ＧＦ及临界裂缝尖端张 开位移（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃｒａｃｋ Ｔｉｐ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）ＣＴＯＤｃ．研究结果表明， ＫＩＣ、ＧＦ随着抗压强度ｆｃ、劈裂抗拉强度ｆｔ的增大而增大，并且成线性关系； ＣＴＯＤｃ则不随试件的强度变化而变化．这与金属材料的断裂特性有明显的 区别．