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正在梁的两面裂痕尖端对称粘贴四个应变片监测

2019-09-14  

  岩石混凝土界面断裂特征和界面拉伸软化本构关系试验研究三点弯曲梁试验该试验取轴向拉伸试验一样 的全能材料试验机长进行 试验加载形式如图 所示。支座间距为 数据由进口的 数据采集系统采集。本试验采用夹式引伸仪丈量梁加载点处的挠度 。正在梁的两面裂痕尖端对称粘贴四个应变片监测缝尖应变变化 应变片的布

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  岩石混凝土界面断裂特征和界面拉伸软化本构关系试验研究三点弯曲梁试验该试验取轴向拉伸试验一样 的全能材料试验机长进行 试验加载形式如图 所示。支座间距为 数据由进口的 数据采集系统采集。本试验采用夹式引伸仪丈量梁加载点处的挠度 。正在梁的两面裂痕尖端对称粘贴四个应变片监测缝尖应变变化 应变片的安插体例见图 。因为起裂后缝尖两侧混凝土弹性应变能 应变呈现回畅现象 其应变变化如图 所示 此时对应时辰的荷载值即为起裂荷载。正在梁的另一面从裂痕尖端到试件顶部等距离安插 个夹式引伸仪 用来记实裂痕张开位移。试验过程采用位移模式节制 荷载达到峰值后进行轮回加载 加载速度为 丈量加载点挠度丈量裂痕张开位移图 三点弯曲梁试验加载图。 裂痕尖端的应变变化大连理工大学硕士学位论文 试验成果阐发 试件的形态岩石取混凝土界面相对岩石和混凝土材料本身比力亏弱 加之对岩石概况进行切槽处置时对概况的强度有必然的毁伤 混凝土浇建不密实导致正在粘结界面取岩石连系不良等缘由 使得绝大大都的复合型试件后岩石和混凝土毗连处的形态都如图 所示。从图中能够看出 粗拙度为 的复合试件后的断面比力滑腻 粗拙度不为 的复合试件后 未切槽面比力滑腻 切槽处混凝土部门从槽内拔出 部门粘附正在岩石凹槽处。能够认为岩石一混凝土复合试件正在 型加载前提下沿着界面处 属于界面断裂形态。三点弯曲梁试验获得的界面应力强度因子正在 节计较得出 按照起裂荷载获得的试件界面应力强度因子的 型分量胖最大只占 型分量矸的 摆布 能够近似认为复合试件正在 型载荷下其模式为纯 型断裂。— 岩石和混凝土断面形式界面抗拉强度对于轴向拉伸试验 界面抗拉强度值能够由下式计较得出 此中一为最大荷载 彳为岩石 混凝土粘结面面积。分歧粗拙度下的界面抗拉强度均值列于表 此中暗示界面切槽条数 暗示切槽深度 单元 石对于劈裂试验界面劈拉强度能够由下式计较得出 一蠓大连理工大学硕士学位论文粗拙度凡取界面粘结强度关系曲线 为轴拉试验和劈裂试验每组试件测得粘结强度的平均值别离随粗拙度心变化的关系曲线连系表 数据能够发觉劈拉强度值较着比轴拉强度值要大 这取理论环境不合适。阐发其缘由正在于劈裂试验加载过程中 劈裂试件呈现裂痕时 其实界面部门曾经不再承载力了 可是试件没有当即卸载 岩石和混凝土端部又受压导致局部承压 导致荷载值偏大 数据不合理。因而 正在后面处置界面软化本构关系时 抗拉强度值均采用轴拉试验确定的界面抗拉强度。岩石 混凝土界面断裂特征和界面拉伸软化本构关系试验研究 界面应力强度因子彼此感化积分本文采用彼此感化积分法来计较界面应力强度因子。彼此感化积分法最先由 提出的 用于分手二维复合型应力强度因子。该方式从能量的角度出发 其值是取积分径无关的 不消考虑裂痕尖端处复杂的应力环境 也不需要切确的网格划分 就能获得比力切确的值。对于线弹性材料而言 内部的应力、应变和位移均满脚叠加道理。彼此感化积分的思惟就是操纵此道理 正在实正在的应力、位移场下叠加一个辅帮的应力、位移场 然后通过两种形态下的彼此感化的部门来计较。所以 积分的根本上引入了一个辅帮场的概念使实正在场取辅帮场叠加 叠加后的彼此感化部门用来计较应力强度因子中的 型分量。正在平面问题中积分取应力强度因子的关系为 这里正在平面应力形态劣等于弹模 本身 正在平面应变形态下 ‰。对于两种材料的界面裂痕来说 公式 并不合用 要将其进行批改 上式中的即为等效弹性模量 矩阵是一个材料参数矩阵 只取材料特征相关。接下来 我们定义一个纯 型辅帮场的 积分 定义一个彼此感化积分砣。可二一 基于积分的定义 彼此感化积分咒能够用下式来表达 为正在裂痕尖端前沿处的积分径 如下图 所示。图 嘞面内裂痕前沿 处局部坐标的定义 本文操纵无限元软件 利用区域积分来计较 积分 舻此中回为裂痕前端无限单位的离散插值函数 定义裂痕前端 所正在的径线上的节点集为 节点集 其他。最初 正在每个节点集 处彼此感化积分值能够用下式暗示 数值计较过程本文采用软件成立几何模子 正在网格划分过程中起首对裂痕尖端区域进行网格划分 因为裂痕尖端的应力奇同性对应网格有特殊的要求 因而该软件特地供给了顺应于裂痕尖端的网格划分节制选项 并对环绕裂尖第一圈单位半径 第二圈单位半径取第一圈单位半径之比 第一圈单位半径数量 和裂痕尖端单位两头节点径之比 第一圈单位半径数量 和裂痕尖端岩石 混凝土界面断裂特征和界面拉伸软化本构关系试验研究单一般移到 边利益 就能较好地反映裂痕尖端的奇异应力场‘ 为划分好的网格模子图裂尖网格采用的是三角形 节点等参单位 并将单位属性设为平面应变。试验获得的起裂荷载和鸿沟前提后再阐发求解试件的起裂断裂韧度尉面、碎即起裂荷载对应的界面应力强度因子 计较时取 条积分径进行计较并取平均值 每种工况试验荷载取应力强度因子均值列于下表 中。计较后的裂痕面变形如图 所示。图 梁的网格剖分模子 鼢肛三点弯曲梁试验中可按照式 。型为试件叠度墓一麓耋勰关系。连系表 二成果能够看出抗折 筌滋蠢一曩蘸大连理工大学硕士学位论文从表中能够看出 岩石 混凝土界面试件的断裂能远小于混凝土和岩石的断裂能 其最大值约为混凝土的 、岩石的 正在界面梁试件中 界面断裂能提高了跟着心的添加而增大。 本章小结对岩石 混凝土复合试件进行了轴向拉伸试验、劈裂试验和三点弯曲梁试验 通过对岩石概况进行人工切槽处置 研究了分歧界面粗拙度如下对岩石 混凝土界面的断裂机能影响环境 能够获得如下结论 岩石一混凝土界面比力亏弱 型加载前提下所有复合试件均沿着界面处能够近似认为 型载荷下的试件模式为纯 型断裂。 对比轴向拉伸试验和劈裂试验成果 正在同种粗拙度下 劈拉强度值比轴拉强度值最大体大 。通过对试验过程察看能够得出 劈裂试验容易呈现局部承压导致劈拉强度值不合理。因而 界面复合材料试件的抗拉强度能够通过轴向拉伸试验确定。 岩石 混凝土界面试验中 当界面粗拙度心由 提高到 对应的起裂荷载扑最大荷载 、界面起裂断裂韧度砰和界面抗折强度 疡别离提高了 界面断裂能提高了 。试验表白 能够通过添加粗拙度的体例来提高界面的抗弯及抗裂性

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