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多孔混凝土力学破坏机理及其改性研究

多孔混凝土力学破坏机理及其改性研究
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多孔混凝土力学破坏机理及其改性研究

发表时间:2018-09-18T10:16:48.520Z 来源:《知识-力量》4中作者:万超

[导读] 多孔混凝土由于具有降噪和排水的双重性能,目前已越来越受到道路工作者重视,作为具有承载能力的路面材料,其强度性能是一个极为重要的技术性能指标。

(城固县建筑工程总公司;汉中飞腾工程检测有限公司,陕西省城固县 723200)

摘要:多孔混凝土由于具有降噪和排水的双重性能,目前已越来越受到道路工作者重视,作为具有承载能力的路面材料,其强度性能是一个极为重要的技术性能指标。本文以多孔混凝土抗压破坏行为为研究对象,对其破坏机理进行分析,并在破坏机理研究的基础上,进行多孔混凝土改性研究。

关键词:多孔混凝土;破坏机理;改性研究

一、多孔混凝土概述

多孔混凝土是一种具有连续空隙结构的混凝土,其透水性和透气性优良,连续空隙可作为生物栖息繁衍的空间,是一种环境负荷减少型的混凝土。其不用骨料,且内部均匀分布着大量微小气泡的轻质混凝土。孔隙率高达60%以上,多孔混凝土质轻,其表观密度不超过1000kg/m3,通常在300~800kg/m3之间;保温性能优良,导热系数随其表观度降低而减小,一般为0.09~0.17W/m.k;可加工性好,可锯、可刨、可钉、可钻,并可用胶粘剂粘结。

二、主要原材料与试验方法

1、主要原材料。①水泥:PO42.5级水泥。②集料:按普通混凝土用砂石标准进行选取,所选集料粒径5~10mm。③水:自来水。

2、试验方法及检测设备。①微观分析采用TM3030台式扫描电镜进行微观形貌分析。②多孔混凝土性能测试方法:依照DB11/T775-2010《透水混凝土路面技术规程》进行混凝土强度、透水系数及孔隙率的测定。③试块成型时采用端面为40mm×40mm的压块进行压实处理,拌合物分3次装入试模,且每次填入拌合物后使用压块沿顺时针方向捣压15次。

三、试验与讨论

1、多孔混凝土破坏机理分析与研究。首先采用普通混凝土一次性投料拌和方法(同F1法),进行多孔混凝土抗压试验试块制作,水胶比为0.3,各种材料具体用量同表1中A1试验组。

通过试验可发现多孔混凝土的抗压破坏较普通混凝土的抗压破坏存在着明显的不同,首先多孔混凝土破坏断面多呈现集料表面水泥浆脱落性破坏,很少呈现普通混凝土抗压所表现出来的集料破坏;而且多孔混凝土破坏后试块完整性难以保持,破坏后即失去完整性。此外,胶凝材料破坏情况下界面过渡层含有大量钙矾石及氢氧化钙结晶,界面过渡层密实性极差;而集料破坏情况下界面过渡层水化产物则以水化硅酸钙为主,胶凝材料水化产物与集料黏结紧密。根据界面过渡层理论,这些大量存在的钙矾石与氢氧化钙结晶严重降低水泥浆体与集料的黏结性,从而导致多孔混凝土强度严重下降。因此,有效降低钙矾石与氢氧化钙结晶的产生,即有效改善界面过渡层,从而可提高多孔混凝土强度。

2、改性方法研究。通过以上分析可知,多孔混凝土力学性能低于普通混凝土除自身多孔原因外,还与普通拌和方法下多孔混凝土中界面过渡层的性质存在着一定关系,即现有多孔混凝土制备多以一次投料或多次投料进行拌和而生产,拌和过程中加水也多以直接法进行加水,此种加水方法不但造成加水处集料表面水泥浆冲刷,而且也造成集料表面水泥浆水胶比过大,直接导致集料表面形成过厚的界面过渡层,使集料表面与胶凝材料黏结处形成大量的钙矾石与氢氧化钙结晶,最终导致多孔混凝土在受到压力作用时,断裂面形成大量的水泥浆脱落,而使多孔混凝土强度极大降低,所以,本文在已研究的多孔混凝土比表面积配合比设计方法基础上,提出一种界面优化型多孔混凝土拌合方法(如图1)。

其中,有效用水1为所用集料吸水率与所用骨料质量的乘积;有效用水2、有效用水3、有效用水4、有效用水5分别为减去有效用水1余下用水的1/4、1/2、9/40、1/40。胶凝材料1为普通胶凝材料或集料表面改性胶凝材料,胶凝材料总用量的(2%~5%),如硅灰等;胶凝材料2、胶凝材料3及胶凝材料4为普通或部分改性胶凝材料,如水泥或水泥与其他矿物细掺料的混合物,加入量依次分别为余下普通胶凝材料的1/4、1/2、1/4。其中,胶凝材料4在特殊情况下,可为一种或多种表面改性胶凝材料。

3、改性后混凝土力学性能研究与包裹层微观性能分析。首先采用比表面积配合比计算方法进行胶凝材料用量计算,根据界面过渡层理论,本研究将硅灰包裹厚度设计为0.01、0.02、0.03mm进行硅灰取代量计算。根据不同拌和方法及不同水泥浆包裹厚度,共计安排试验7组。根据实际测量可知,所用集料吸水率为2.32%,所以有效用水1取值为37.1g。多孔混凝土配合比,抗压强度,透水率孔隙率如表1所

基于细观力学的混凝土数值模拟研究

基于细观力学的混凝土数值模拟研究 摘要:由于混泥土的极度不均匀性,他们的性质在宏观、微观方面存在很大的差异。尽管假定细观单元的力学特性比较简单——用弹性损伤本构关系表达,但是一些复杂的破坏现象仍然可以通过他们演化来描述,用细观层次简单的本构关系描述宏观层次上的复杂现象。 关键词:细观力学,混凝土数值模拟,模型 一般情况下,根据特征尺寸和研究方法侧重点的不同,将混凝土内部结构视为微观(Micro—leve1)、细观(Meso—leve1)和宏观(Macro—leve1)3个层次。长期以来,人们对于混凝土的研究主要是基于宏观层次展开,对于混凝土材料和构件的损伤和宏观力学性能的劣化直至破坏全过程的机理、本构关系、力学模型和计算方法都是基于此。以上主要是通过实验的方法研究混凝土材料的力学行为,但由于实验周期较长,需要耗费大量的人力和物力,得出的结论与所选取的材料、实验条件关系很大,使得实验成果相对离散,难以真实反映实际混凝土的力学性能指标。对混凝土性能的研究除了从宏观的角度进行研究之外,更关键的还应该从混凝土的细观结构人手,利用数值模拟的研究方法,抓住混凝土材料组成及其力学性质的非均匀性,结合理论和实验成果建立数值模型,对混凝土材料的力学性能和破坏过程进行研究,才能更好地分析混凝土破坏过程的实质。细观力学的兴起与计算机技术的飞速发展为此提供了理论和技术支持。 1、数值模型的建立 1、1细观力学 材料细观力学研究宏观均匀但细观非均匀的介质,采用多尺度力学理论,目的就是基于材料细观结构的信息,寻找宏观均匀材料的有效性能,其基本思想是“均匀化”。对于弹性问题,从细观尺度的应力、应变场出发,通过应力和应变体积平均值之间的关系确定材料的有效弹性性能,从而用均匀化后的介质代替原非均匀介质。 细观力学是双尺度的力学结构。选取的基本单元被称为代表性体积单元,简称RVE,需要满足尺度的二重性——宏观足够小,微观足够大。代表性体积单元是非均匀和无序材料的集合。 在一般情况下,不能掌握非均匀复合材料代表性体积单元微结构的性态和分布的全部信息,因此只能根据一些假定来对材料的已知信息进行均匀化。均匀化的目的就是确定非均匀材料的等效军援介质特征,根据局部笨狗关系和相关的局部变量表达式,得到描述RVE整体特征的宏观量。

混凝土的耐久性研究

混凝土的耐久性研究 摘要:随着城市化建设力度加快,混凝土以价格低廉、性能优越在基础设施中成为了首选的施工材料,具有用量大、用途广等特点。对于混凝土结构,它的耐久性是施工质量以及安全的重要保障[1]。碳化、钢筋腐蚀、冻融及碱-骨料反应等构成混凝土耐久性的主要内容, 而耐久性与强度作为混凝土的两个重要指标,在施工与设计中,受各种因素影响,对混凝土耐久性的重视力度明显缺乏。针对这种情况,为了促进混凝土施工持续发展,必须在环境保护与基础设施上,提高混凝土施工的耐久性。本文从混凝土的抗冻性、混凝土的碳化、碱集料反应、耐磨性、钢筋锈蚀等5个方面对混凝土耐久性影响因素改善措施等方面进行了深度研究和探索,通过从结构形式、原材料、细节构造、工艺措施等方面进行综合对比,从施工、设计与维修上提升施工质量。 关键词:混凝土耐久性;抗冻性;碳化;钢筋锈蚀;碱骨料反应; Abstract:LiFePO4is an important cathode material for lithium-ion batteries. Regardless of the biphasic reaction between the insulating end members, Li x FePO4, optimization of the nanostructured architecture has substantially improved the power density of positive LiFePO4 electrode. The charge transport that occurs in the interphase region across the biphasic boundary is the primary stage of solid-state electrochemical reactions in which the Li concen-trations and the valence state of Fe deviate significantly from the equilibrium end members. Complex interactions among Li ions and charges at the Fe sites have made understanding stability and transport properties of the intermediate domains difficult. Long-range ordering at metastable intermediate eutectic composition of Li2/3FePO4has now been discovered and its superstructure determined, which reflected predomi-nant polaron crystallization at the Fe sites followed by Li+redistribution to optimize the Li Fe interactions. Keywords: cathode material; LiFePO4; lithium ion battery; metastable mesophase; Li2 / 3FePO4; solid material

混凝土单轴荷载下细观损伤破坏的数值模拟

收稿日期:2004Ο09Ο13 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50379004) 作者简介:张子明(1951— ),男,江苏姜堰人,教授,博士生导师,主要从事工程力学和水工结构工程方面的研究.混凝土单轴荷载下细观损伤破坏的数值模拟 张子明1,赵吉坤1,吴 昊1,姚朋士2 (1.河海大学土木工程学院,江苏南京 210098;2.东海县水务局,江苏东海 222300) 摘要:假设混凝土是由砂浆基质、骨料及它们之间的界面组成的三相复合材料,混凝土的细观力学性质服从Weibull 分布,应用细观力学损伤模型研究了混凝土的宏观力学性质,并且通过编制有限元程序对混凝土试件在单向拉伸和压缩情况下的破坏过程进行了数值试验.模拟结果表明,该模型可以用来研究单轴荷载作用下混凝土结构的破坏机理和多种尺寸试样尺寸效应律. 关键词:混凝土;细观力学;随机骨料模型;损伤与断裂;数值模拟 中图分类号:T U528.1 文献标识码:A 文章编号:1000Ο1980(2005)04Ο0422Ο04 混凝土作为重要的建筑材料,已有百余年历史,其力学性能是科学界和工程界极为关心的课题.长期以来,将混凝土视为宏观均质各向同性材料,在一般情况下可以满足工程要求.但是,这种宏观假定很难考虑混凝土材料的细观组成以及力学性质的复杂性.因此,人们已经认识到从混凝土细观尺度出发研究混凝土宏观损伤与断裂过程的许多优点.计算机技术的发展,为从细观层次研究混凝土宏观力学性质开辟了广阔的前景. 由于混凝土作为非均匀材料的随机性,用随机方法研究混凝土的力学性质是较为合理的.1939年,Weilbull 在“最弱环假设”的基础上提出了材料脆性破坏强度统计理论和局部强度的概率密度函数,并从概率统计学的角度研究结构的宏观强度,进而研究脆性材料结构的可靠性,根据脆性破坏的统计断裂理论发展了概率断裂力学[1~6]. 1 研究模型 1.1 随机概率分布 假定混凝土是由砂浆基质、骨料及它们之间的界面组成的三相复合材料.为了考虑各相组分的非均匀性,各组分的材料性质按照给定的Weibull 分布赋值,细观单元满足弹性损伤本构关系,用有限元法计算应力场和位移场.同时,将最大拉应变准则和摩尔库仑准则分别作为该损伤本构关系的损伤阈值,即单元的应变或应力状态满足最大拉应变准则或摩尔库仑准则时,单元开始发生拉伸或者剪切损伤. 图1 不同均质度m 时单元参数的密度函数Fig.1 Prob ability density function of element p arameters for different degrees of homogeneity 为了描述材料性质的非均匀性,假设组成材料细观单元的 力学性质满足Weibull 分布.该分布概率密度函数为 f (u )=m u 0u u 0m -1exp -u u 0m (1) 式中:u ———满足Weibull 分布的随机变量(如强度、弹性模量、泊 松比等);u 0———与随机变量均值有关的参数;m ———确定 Weibull 分布概率密度函数形状的参数. 材料的每个力学参数都在给定Weibull 分布参数的条件下 按照式(1)赋值.当u 0=100,m 分别为115,310和610时, Weibull 分布概率密度函数曲线如图1所示.Weibull 分布参数m 反映了随机变量的离散程度,当m 值增大时,材料细观单元力学参数的概率密度函数曲线变窄,细观单元力第33卷第4期2005年7月河海大学学报(自然科学版)Journal of H ohai University (Natural Sciences )V ol.33N o.4Jul.2005

【混凝土】结构耐久性研究现状

混凝土结构耐久性研究现状 由于钢筋混凝土结构结合了钢筋抗拉与混凝土抗压的优点,表现出良好的受力性能,成为应用最普遍最广泛的结构形式,近年对水工结构、港工结构、桥梁结构、建筑结构的大量工程调查显示,钢筋混凝土结构表现出了严重的耐久性问题,许多既有钢筋混凝土结构工程往往达不到设计使用年限就需要进行加固修复,其中耐久性的降低是一大影响因素。钢筋混凝土结构耐久性问题的日益突出,引起了世界各国对加强钢筋混凝土结构耐久性研究的重视。 耐久性是指在确定的环境和维修、使用条件下,构件在设计使用年限内保持适用性、安全性的能力。钢筋混凝土结构在其使用过程中经常会受到各种各样的腐蚀和损伤,降低了构件的耐久性和结构的可靠度,导致工程的实际使用寿命往往短于设计使用年限。 影响耐久性的因素,混凝土的碳化,钢筋锈蚀,混凝土的冻融,碱-骨料反应等。 我国在钢筋混凝土耐久性问题上尚缺少全国性的系统资料,但从一些调查资料和发表的有关文献来看,钢筋混凝土耐久性问题也是极其严重的。中国建筑科学研究院的调查表明,我国现役工业建筑物损坏严重,其结构的使用寿命一般不能保证50年,多数在25-30年左右就必须进行大修或加固。1994年铁路部门的统计表明,我国铁路存在有病害的钢筋混凝土桥2675座,其中的722座发生裂损;仅使用20年的北京西直门立交桥,由于长期在冬季使用化冰盐,部分梁柱锈蚀严重,现己拆除重建。从发达国家所取得的经验来看,钢筋混凝土耐久性问题造成的损失己是惊人的。美国标准局(NBS)1975年的调查表明,美国每年因腐蚀造成的各种损失为700多亿美元,蚀破坏的修复费,1998年度就需要2500亿美元。英国为解决海洋环境下钢筋混凝土结构的腐蚀与防护问题和修复已损伤的钢筋混凝土结构,每年耗资将近200亿英镑,而日本引以为自豪的新干线,在运行10年后也出现大面积的混凝土开裂、剥蚀现象,日本运输省曾检查了其103座混凝土港口码头,发现使用20年以上的都有大量的顺筋裂缝,目前日本每年用于房屋结构维修的费用就达400亿日元。 混凝土结构耐久性降低首先起源于材料性能劣化,继而引起混凝土构件强度、刚度衰减,最后影响整个结构安全。由于客观条件,很多研究基于一般假设,如先钢筋锈蚀后加载试验,忽略荷载对混凝土力学性能劣化影响。在实际工程中绝大多数混凝土结构经受荷载和环境因素同时作用,混凝土在承受荷载时,混凝土本身力学性能退化;同时对钢筋保护作用降低,加速钢筋锈蚀,有效钢筋截面面积减小致使构件承载力降低,钢筋与混凝土黏结性能退化使得钢筋塑性不能充分发挥,降低结构延性。混凝土结构经受荷载和环境因素共同作用,荷载与环境等各因素产生的交互作用使得实际服役混凝土结构破坏过程复杂。研究荷载与环境综合作用下混凝土结构耐久性问题对实际工程更具有意义。 混凝土结构在荷载与一般大气环境综合作用下,荷载对混凝土碳化影响不容忽视,混凝土碳化与荷载大小(应力水平)和荷载形式(拉、压应力)等有关。当荷载应力抑制混凝土内部微裂缝发展时,混凝土碳化减缓; 而当荷载应力扩展混凝土内部微裂缝时,混凝土碳化加速。 荷载与特定大气环境( 如人工气候环境、盐雾大气环境、海洋大气环境等) 综合作用下构件耐久性研究成果甚少。张俊芝等试验研究了人工气候环境下承受荷载作用混凝土梁受压

混凝土损伤的研究现状

混凝土结构损伤的研究现状 一、混凝土结构的损伤机制及分类 混凝土是由粗骨料、细骨料和水泥浆组成的非均质混合物,其表现出来的力学性能并不仅仅是这几种材料性能的简单叠加,而是与其内部的组成结构紧密相关。这一特点决定了混凝土材料的非均质性和物理性态的复杂性。这使得混凝土在承受外载之前,由于干缩、泌水等原因,已存在大量的微孔隙和界面裂缝,且这些缺陷的分布完全是随机的。当混凝土受到外界作用以后,弥散在材料内部的微裂缝开始逐渐长大,并随着荷载的变化,在部分区域出现贯通,直至形成宏观大裂缝。混凝土的破坏是结合缝的产生、成核、扩展、分叉、和失稳的过程。 混凝土具有微观、细观、宏观等不同的层次结构,以往对于混凝土的研究大多基于宏观层次,把混凝土均匀化为宏观均质连续材料,不考虑混凝土内部的细观结构及其演化。这种均匀化的处理方法对于研究混凝土结构的宏观力学性能无疑是行之有效的,但是要想深入研究混凝土的工作机理还应从混凝土的细观组成结构入手,抓住材料非均质性的特点,揭示混凝土结构宏观表现的内在机制。现在通常先在细观层次建立了混凝土的数值模型,分析混凝土损伤破坏机理,并以此为基础在宏观层次提出了混凝土损伤断裂理论分析模型,通过宏、细观两个层次的相互联系与补充对混凝的破坏行为进行研究。 从细观角度看,混凝土材料的力学特性是由其内部的细观结构及其变化决定的。作为一种典型的非均质材料,混凝土在多种尺度下都表现出了非均质性。根据复合材料的观点,将混凝土结构分为三级。第一级,即混凝土。可将砂浆视为基相,骨料视为分散相。骨料和砂浆的结合面为薄弱面,该处常因各种原因产生结合缝。混凝土的破坏首先从这里开始。第二级,即砂浆」将水泥视为基相,砂视为分散相。砂和水泥的结合面也是薄弱面,也产生结合缝,但其尺寸笔砂浆和骨料之间的结合缝至少小一个量级。第三级,即硬_ 化水泥浆。硬化水泥浆也不是匀质材料,其中包裹着一些未被水化的水泥颗粒及孔隙,他- 们就是缺陷。因此可将硬化水泥浆胶体视为基相,将这些缺陷视为分散相。水泥浆体的破坏可能从这些缺陷开始,裂纹由于克服硬化水泥浆分子间的引力而扩展。未被水化的水泥颗粒尺寸通常比砂和水泥浆的结合缝至少小几个量级。 从损伤力学的观点来看,如果混凝土体受到外界因素的作用,则混凝土体中原有损伤将会有所发展并会导致出现新的损伤,当损伤积累到一定程度时,混凝土体中将会出现宏观裂缝,而宏观裂缝的端部又将会发生新的损伤及产生新的损伤区,再经积累而引起裂缝的扩展,直至混凝土体的破坏,由上可见,混凝土的破坏过程实际上是损伤、损伤积累、宏观裂纹出现、宏观裂纹扩展交织发生的过程。 二、混凝土结构的破坏机理 在上述损伤机制下,混凝土的裂纹扩展存在四个阶段: (1)预存微裂纹阶段。即在混凝土成形过程中,由于水泥浆硬化干缩,水分蒸发留下裂隙等原因,使构件中预存原始微裂纹。它们大都为界面裂纹,极少量为砂浆裂纹,这些裂纹是稳定的。这些裂纹的存在是混凝土具有初始损伤的原因之一。 (2)裂纹的起裂和稳定扩展阶段。在较低的工作应力下,构件内部的某些点会产生拉应力集中,致使相应的预存微裂纹延伸或扩展,应力集中则随之缓解,如果荷载不再增加,

混凝土结构耐久性研究

混凝土结构耐久性 1.1 混凝土结构耐久性问题的重要性 钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点,造价较低,且一直被认为是一种非常耐久性的结构形式,其应用范围非常广泛。 然而,从混凝土应用于建筑工程至今的150年间,大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效,达不到预定的服役年限。这其中有的是由于结构设计的抗力不足造成的,有的是由于使用荷载的不利变化造成的,但更多的是由于结构的耐久性不足导致的。特别是沿海及近海地区的混凝土结构,由于海洋环境对混凝土的腐蚀,尤其是钢筋的锈蚀而造成结构的早期损坏,丧失了结构的耐久性能,已成为实际工程中的重要问题。早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强,甚至造成停工停产的巨大经济损失。耐久性失效是导致混凝土结构在正常使用状态下失效的最主要原因。 国内外统计资料表明,由于混凝土结构耐久性病害而导致的损失是巨大的,并且耐久性问题越来越严重。结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。国外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性,即设计阶段对钢筋防护方面节省1美元,那么就意味着:发现钢筋锈蚀时采取措施将追加维修费5美元;混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元;严重破坏时采取措施将追加维修费125美元。 因此,钢筋混凝土结构耐久性问题是一个十分重要也是迫切需要加以解决的问题,通过开展对钢筋混凝土结构耐久性的研究,一方面能对已有的建筑结构物进行科学的耐久性评定和剩余寿命预测,以选择对其正确的处理方法;另一方面可对新建项目进行耐久性设计,揭示影响结构寿命的内部与外部因素,从而提高工程的设计水平和施工质量。因此,它既有服务于服役结构的现实意义,又有指导待建结构进行耐久性设计的理论意义,同时,对于丰富和发展钢筋混凝土结构可靠度理论也具有一定的理论价值。 正因为混凝土结构耐久性的问题如此重要,近年来世界各国均越来越重视混凝土结构的耐久性问题,众多的研究者对混凝土结构耐久性展开了研究,取得了系列研究成果,而材料层面的成果尤为显著。迄今为止,已经形成了混凝土结构耐久性研究框架,如图1-1所示。本章将着重介绍混凝土结构耐久性研究中成熟的相关研究成果。 图1-1 混凝土结构耐久性研究框架 ?????????????????????????????????????????????????耐久性评估耐久性设计结构层次构件承载力的变化粘结性能衰退模型混凝土锈胀开裂模型构件层次钢筋锈蚀碱-集料反应冻融破坏氯盐腐蚀混凝土碳化材料层次工业环境土壤环境海洋环境大气环境环境层次混凝土结构耐久性

混凝土耐久性的主要因素与其提高的措施

混凝土耐久性的主要因素与其提高的措施 混凝土耐久性是指混凝土构件在长期使用条件下抵抗各种破坏因素作用而保持其原有性能的性质。近年来,随着混凝土技术的发展,高性能混凝土的研究与应用普遍得到人们的重视,混凝土耐久性的研究则是其核心的研究内容。 标签:混凝土耐久性;主要因素;提高措施 1.影响混凝土耐久性的主要因素 1.1混凝土的抗渗性 混凝土的抗渗性是指混凝土在压力水的作用下抵抗渗透的能力。如果混凝土的抗渗性不好、溶液性的物质能浸透混凝土、与混凝土的胶结材料发生化学反应而使混凝土的性能劣化。在钢筋混凝土中、由于水分与空气的渗透、会引起钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀导致其体积增大、造成钢筋周围的混凝土保护层的开裂与剥落、使钢筋混凝土结构失去其耐久性。渗透性对混凝土的抗冻性也有重要的影响。因为渗透性决定了混凝土可能为水饱和的程度。渗透性高的混凝土、其内部孔隙为水分充满、在水的冰冻压力作用下、混凝土内部结构更易于产生损伤与破坏。因此可以说、混凝土的抗渗性是其耐久性的第一道防线。混凝土与其微观结构的劣化和侵蚀性介质的传输有关、混凝土的渗透性取决于其自身的微结构和饱和水程度、是决定混凝土性能劣化的关键因素。因此可能通过检测混凝土的渗透性来评估其耐久性。 1.2混凝土的抗冻性 混凝土的抗冻性决定于水泥石的抗冻性和骨料的抗冻性。从冰冻对水泥石和骨料的作用可以看出诸多因素影响混凝土的抗冻性。这些因素包括:水分迁移路径的距离、混凝土的孔结构、混凝土的饱和度、混凝土的抗拉强度以及冷却速度等。提高混凝土的抗冻性可以采用以下措施; (1)引气:这是因为在水泥石受到冻融作用时、水分迁移所引起的压力、可以由引入的微细气泡得到释放。一般说来、混凝土的抗冻性随着阴气量的增加而增加。而当含气量一定时、气泡尺寸、气泡数量和气泡的间距都会影响混凝土的抗冻性能。 (2)控制水灰比:水泥石内的大孔隙量与水灰比和水化程度有关。一般说来、水灰比小、水化程度高则水泥石中的孔隙越少。由于表面张力的原因、大孔隙内的水比小孔隙内的水更易于結冰、因此、在同等条件下、水灰比大的水泥石内可结冰的水更多、发生冻融破坏的几率更大。 (3)降低饱和度:混凝土的饱和度对冻融破坏有很大的影响、干燥的或部分干燥的混凝土不容易受到冻融破坏。一般存在一个临界饱和度、当混凝土的含

混凝土损伤理论的分析研究

SHANGHAI UNIVERSITY 结构非线性分析课程论文 UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS) 题 目:钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理 论应用 学 院 土木工程系 专 业 建筑与土木工程 学 号 xxxxxxxx 学生姓名 xxx 指导教师 xx 日 期 2017.12.24

上海大学2017~2018学年冬季学期研究生课程考试 小论文 课程名称:结构非线性分析课程编号:18Z147004 论文题目:钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理论应用 研究生姓名: xxx 学号: xxxxxxxx 论文评语: 成绩: 任课教师: xx 评阅日期:

目录 一混凝土损伤理论的研究背景 (1) 二国内外对混凝土损伤理论的研究现状 (2) 1)国外混凝土损伤理论研究现状 (2) 2)国内混凝土研究现状 (2) 三混凝土损伤理论研究中的问题和研究方法 (3) 1)试验条件相差较大时混凝土的本构关系将发生变化 (3) 2)复杂的多轴应力状态下的损伤理论 (3) 3)试验难度大 (3) 4)研究方法 (3) 四钢筋混凝土非线性损伤理论及有限元法 (4) 1)混凝土非线性本构模型 (4) 2)规范中的混凝土损伤理论 (5) ①混凝土单轴受压时的本构模型及dc的选取 (5) ②混凝土单轴受拉时的损伤理论 (6) 2)ABAQUS算例 (6) ①混凝土塑形损伤模型 (6) ②数值分析 (7) 五研究成果与创新 (8) 1)当今国际的研究成果 (8) 2)理论研究的新进展 (8) 3)在有限元中的应用 (8) 六研究混凝土损伤理论的意义和结论 (9) 1)社会意义 (9) 2)经济效益 (9) 3)结论 (9) 七展望 (9) 八建议 (10)

普通混凝土耐久性研究

摘要 从上个世纪中期,混凝土结构因耐久性不良造成过早失效及崩塌破坏的事故在国内外都屡见不鲜,世界各国为此付出的代价十分沉重。由于工程安全因素更由于耗费巨资的经济因素,混凝土结构日益突出的耐久性问题,越来越受到世界各国学术界和工程界的广泛重视。提高混凝土的耐久性,对节约资源、能源及资金均有重大的意义。 通过阅读大量关于混凝土耐久性方面的文献资料,总结了国内外混凝土结构的耐久性状况和研究动态,明确了混凝土结构耐久性的意义和重要性。 本论文探讨了混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理,包括了混凝土基材水泥的腐蚀类型和机理,钢筋的锈蚀机理和混凝土结构的腐蚀机理,总结了混凝土耐腐蚀性能的主要影响因素以及它与抗渗性能和抗冻性能之间的关系;讨论了原材料的选择,包括水泥品种、集料性质、拌合及养护用水的水质情况、外加剂的种类和掺合料对混凝土耐腐蚀性能的影响。 关键词:混凝土;耐久性;耐腐蚀性

目录 一、绪论 (2) (一)混凝土耐久性的含义 (2) (二)国内外混凝土耐久性研究动态 (2) 二、混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理 (3) (一)腐蚀 (3) (二)水泥类材料的腐蚀机理 (3) (三)混凝土的耐腐蚀性与抗渗性和抗冻性之间的关系 (5) 三、原材料对混凝土耐腐蚀性能的影响 (5) (一)水泥 (5) (二)集料 (6) 四、普通混凝土高性能化 (6) (一)提高性能的技术途径 (6) (二)提高混凝土耐久性 (7) 五、结论与展望 (8) (一)结论 (8) (二)展望 (8)

普通混凝土耐久性研究 一、绪论 从19世纪20年代波特兰水泥价而成为土建工程中不可缺少的材料,广泛用于桥梁、大坝、高速公路、工业与民用建筑等结构中。据不完全统计,当今世界每年消耗的混凝土量不少于45亿立方米,并且随着逐步增长的城市化建设,年消耗量在不断增长。 混凝土材料经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程,似乎人们总是乐于追求强度的不断提高。但是近四五十年来,混凝土结构因材质劣化造成过早失效以及崩塌破坏的事故在国内外都屡见不鲜,并有愈演愈烈之势。这些混凝土工程的过早破坏,其原因不是强度不够,而是由于混凝土耐久性不良所造成。 (一)混凝土耐久性的含义 所谓的混凝土耐久性,是指其抵抗环境介质的作用,并长期保持良好的使用性能和外观完整性,从而维持混凝土结构的安全和正常使用的能力。 影响混凝土结构耐久性的因素很多,可分为内在因素和外在因素两大类。内在因素是指混凝土结构抵御环境的能力,由结构的设计形状和构造形式、选用的水泥和骨料的种类、外加剂的品种,钢筋保护层的厚度和直径的大小、混凝土的水灰比、浇注和养护的施工工艺等多种因素所决定。外在因素是环境对混凝土结构的物理和化学作用,包括干湿和冻融循环、碳化、化学介质侵蚀、磨损破坏等诸多方面,不同环境对混凝土结构耐久性的影响程度不尽相同,外在因素是通过内在因素而起作用的混凝土耐久性具体包括抗渗、抗冻、耐腐蚀、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能。虽然混凝土在遭受压力水、冰冻或侵蚀作用时的破坏过程各不相同,但影响因素却有许多相同之处。混凝土的密实度是最为关键的因素,其次是材料的性质、施工质量等。 (二)国内外混凝土耐久性研究动态 混凝土结构耐久性问题的日益突出,引起了世界各国学术机构、学者和工程技术人员对加强钢筋混凝土结构耐久性研究的重视,表现在各种结构耐久性学术

混凝土细观力学研究进展及评述

混凝土细观力学研究进展及评述 (1.北京工业大学分部,北京100044;2.中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心,北京100044) 摘要:本文介绍了混凝土细观力学的研究方法,总结了到目前为止在细观层次上对混凝土实验研究和数值模拟的研究成果,详细分析讨论了格构模型、随机骨料模型和随机力学特性模型3种细观力学数值模型的优缺点。目前混凝土细观力学的研究主要集中对细观数值模型的研究,已建立起来的细观数值模型仍待完善,同时尚缺乏系统的各相材料力学特性参数试验测定成果。用细观力学数值模拟取代部分试验任务还要做很多工作。 关键词:混凝土;细观力学;数值模拟;试验研究 中图分类号:TV313 文献标识码:A 1 引言 混凝土是由水、水泥和粗细骨料组成的复合材料。一般从特征尺寸和研究方法的侧重点不同将混凝土内部结构分为三个层次(如图1):(1)微观层次 (Micro-level)。材料的结构单元尺度在原子、分子量级,即从小于10-7cm~ 10-4cm着眼于水泥水化物的微观结构分析。由晶体结构及分子结构组成,可用电子显微镜观察分析,是材料科学的研究对象;(2)细观层次(Meso-level)。从分子尺度到宏观尺度,其结构单元尺度变化范围在10-4厘米至几厘米,或更大些,着眼于粗细骨料、水泥水化物、孔隙、界面等细观结构,组成多相复合材料,可按各类计算模型进行数值分析。在这个层次上,混凝土被认为是一种由粗骨料、硬化水泥砂浆和它们之间的过渡区(粘结带)组成的三相材料。砂浆中的孔隙很小而量多,且随机分布,水泥砂浆力学性能可以看作细观均质损伤体。相同配合比、相同条件的砂浆试件,通常其力学性能也比较稳定,可以由试验直接测定。由泌水、干缩和温度变化引起粗骨料和水泥砂浆之间产生初始粘结裂缝,而这些细观内部裂隙的发展将直接影响混凝土的宏观力学性能;(3)宏观层次(Macro-level)。特征尺寸大于几厘米,混凝土作为非均质材料存在着一种特征体积,一般认为是相当于3~4倍的最大骨料体积。当小于特征体积时,材料的非均质性质将会十分明显;当大于特征体积时,材料假定为均质。有限元计算结果反映了一定体积内的平均效应,这个特征体积的平均应力和平均应变的关系成为宏观的应力应变关系。 图1 混凝土的层次结构示意 长期以来,人们对混凝土材料和构件宏观力学性能的劣化直至破坏全过程的机理、本构关系、力学模型和计算方法都非常重视,并且用各种理论和方法进行了研究。为了研究其材料组织结构和裂缝的开展以及在单轴、双轴、三轴应力的作

钢筋混凝土梁受弯破坏机理尺寸效应试验研究

文章编号: 1005- 0930( 2012) 06-1051-012 d o i : 10. 3969 / j . i ss n . 1005-0930. 2012. 06. 011 中图分类号: T U 375. 1 文献标识码: A 钢筋混凝土梁受弯破坏机理 尺寸效应试验研究 周宏宇, 李振宝, 杜修力, 郭二伟 ( 北京工业大学建筑工程学院,北京 100124) 摘要: 针对尺寸效应特性对梁构件受弯破坏的影响机理,对不同截面尺寸简支梁 相似试件开展单调加载试验,测试构件在不同加载阶段的承载力、挠度和截面应 变等试验数据. 按不同加载阶段分析其力学性能的影响因素,并阐述其破坏机理 的尺寸效应. 试验分析表明,混凝土材料抗压特性在受弯构件力学性能中表现为 负面尺寸效应,这种负面尺寸效应对构件整体力学行为的影响并不显著. 相比之 下,内力臂和钢筋等因素对试件承载力和延性均产生显著的正面影响. 随截面尺 寸增大,受弯承载力和延性均呈增长趋势. 根据试件在不同尺度上表现出的显著 破坏特征和实测数据,推导相关计算参数随试件尺寸的关系,建立考虑尺寸效应 的极限承载力计算方程. 同时也验证了现有极限承载力计算理论的安全性. 关键 词:钢筋混凝土梁;抗弯性能;尺寸效应;试验研究;破坏机理 现阶段对钢筋混凝土结构的设计依据主要基于小尺寸构件试验结果,这与工程实际 使用的大构件存在差异. 目前,在实验室开展大体积的钢筋混凝土结构试验依然比较困 难,相关试验对加载设备性能、边界条件模拟等都不同于常规试验. 就钢筋混凝土梁正截 面承载性能而言,虽然部分结论认为梁受弯破坏由受拉纵筋屈服引起,尺寸效应对钢筋混 凝土梁受弯承载性能影响不显著[1-5]. 但相关结论大部分基于小尺寸试件试验结果,对大 尺 寸受弯构件承载性能尺寸效应的细致分析资料更为欠缺. 此外,受弯构件正截面承载性 能还受到构件层次尺寸效应的影响. 就尺寸效应而言,无论是混凝土材料的影响还是构件 因素发挥作用,在构件受力过程中,如何评价其影响程度,均需开展细致研究工作才能解 决. 因此,有必要开展对受弯构件正截面破坏机理尺寸效应的分析研究. 试验概况 依据钢筋混凝土结构设计原理[6-13],试验试件采用简支梁,如图 1 所示,纯弯段 l 是 1 m 试验观察的主要区段,该区段只有弯矩 M 作用. 结合相似关系,共设计 5 组不同尺寸的简 收稿日期:2011- 08-01;修订日期:2011-12-05 基金项目:国家自然科学基金重点项目( 50838001) ; 北京工业大学青年科学研究创新平台项目( X1004012201001) ; 北

西南交通大学研究生混凝土耐久性考试答案2

1试述耐久性极限状态标志及耐久性极限状态的可靠指标取值 答: 混凝土结构发生耐久性破坏可近似认为是当混凝土发开裂到一定程度时混凝土与钢筋之间的粘结力发生破坏从而不能满足受力要求,我国《混凝土结构耐久性设计规》中将混凝土结构构件的耐久性极限状态分为三种:钢筋开始发生锈蚀的极限状态,钢筋发生适量锈蚀的极限状态和混凝土表面发生轻微损伤的极限状态,然而这个破坏程度很难定量描述,同时可知,氯离子浓度是影响钢筋锈蚀的主要因素,所以可以通过对氯离子浓度的定量描述来反映混凝土结构的耐久性能。 在对氯离子侵蚀环境下的混凝土结构进行寿命预测时,保护层内部钢筋表面 的氯离子浓度达到使钢筋开始锈蚀的临界浓度时,即认为结构开始进入失效状态,所以可近似将钢筋表面氯离子浓度达到临界值作为耐久性极限状态的标志。 2.论述混凝土产生裂缝原因及防止方法 混凝土产生裂缝的主要原因可以分为内部材料原因和外部环境作用原因。 1)内部材料原因: 材料原因引起的裂缝各类包括有: 干缩裂缝、中性化伴随钢筋腐蚀产生裂缝、氧化物使钢筋腐蚀产生裂缝、碱集料反应产生裂缝、水泥水化热产生裂缝。 2)外部环境作用原因: 外部环境作用原因引起的裂缝各类包括有:冻融循环作用、干湿交替、盐结晶、施工原因引起的混凝土裂缝、养护条件不当引起的裂缝,结构设计不当引起的裂缝以及建筑物沉降不均引起的裂缝等。 防止措施: 1)合理选择混凝土原材料和配合比,例如骨料品种、水泥品种等。 2)在混凝土中掺加外加剂,提高混凝土的密实度,或配置成高性能混凝土。 3)控制混凝土的搅拌质量和加强混凝土的早期养护条件以及合理的混凝土保护层厚度。4)优化结构设计,加强施工质量。 3.为什么在有盐环境及有干湿交替时耐久性环境等级较差? 答:混凝土是一种多孔材料,内部结构比较复杂,孔洞、微裂缝的分布和形态等对微观特征对混凝土的硫酸盐侵蚀有很大影响,干湿循环对混凝土产生疲劳破坏,干燥状态下水份蒸发,混凝土毛细孔内的硫酸钠溶液浓度上升,溶液过饱和产生析晶,体积膨胀使毛细孔内壁产生微裂缝,降低混凝土试件的抗渗透性;另一方面毛细孔内盐溶液的浓度增大促进了化学反应的速度,侵蚀产物生长速度加快,侵蚀产物富集体积膨胀微裂缝开展,也进一步降低混凝土的抗渗透性。 1)在干湿交替的条件下,潮湿时侵入混凝土孔隙中的盐溶液当环境转为干燥后因过饱和而结晶,还会产生极大的结晶压力使混凝土破坏。 2)盐在混凝土内部孔隙中形成的盐溶液浓度不同,导致渗透压不同,从而在混凝土内部

细观力学混凝土破坏

2.3.2 细观力学与混凝土破坏 由混凝土材料组成的工程结构, 如高坝、桥梁、海洋平台、核电站、隧道、地基基础及边坡等是基础设施建设中重要的组成部分. 混凝土材料是以水泥为主要胶结材料, 拌合一定比例的砂、石和水, 经过搅拌、振捣、养护等工序后, 逐渐凝固硬化而成的复合材料. 粗骨料和硬化水泥砂浆两种主要组成材料的成分、性质、配比以及粘结作用均对混凝土的力学特性有不同程度的影响, 这使混凝土比其他单一材料具有更为复杂的力学性能.混凝土力学特性(宏观应力–应变关系和破坏机制) 是进行大坝、海洋平台、边坡等混凝土结构抗震设计及静、动力仿真分析的重要基础之一, 也是目前研究的薄弱环节. 混凝土是由水、水泥和粗细骨料组成的复合材料。一般从特征尺寸和研究方法的侧重点不同将混凝土内部结构分为三个层次[24] (如图2-2):(1)微观层次(Micro-level)。材料的结构单元尺度在原子、分子量级,即从小于10-7cm~10-4cm着眼于水泥水化物的微观结构分析。由晶体结构及分子结构组成,可用电子显微镜观察分析,是材料科学的研究对象;(2)细观层次(Meso-level)。从分子尺度到宏观尺度,其结构单元尺度变化范围在10-4厘米至几厘米,或更大些,着眼于粗细骨料、水泥水化物、孔隙、界面等细观结构,组成多相复合材料,可按各类计算模型进行数值分析。在这个层次上,混凝土被认为是一种由粗骨料、硬化水泥砂浆和它们之间的过渡区(粘结带)组成的三相材料。砂浆中的孔隙很小而量多,且随机分布,水泥砂浆力学性能可以看作细观均质损伤体。相同配合比、相同条件的砂浆试件,通常其力学性能也比较稳定,可以由试验直接测定。由泌水、干缩和温度变化引起粗骨料和水泥砂浆之间产生初始粘结裂缝,而这些细观内部裂隙的发展将直接影响混凝土的宏观力学性能;(3)宏观层次(Macro-level)。特征尺寸大于几厘米,混凝土作为非均质材料存在着一种特征体积,一般认为是相当于3~4倍的最大骨料体积。当小于特征体积时,材料的非均质性质将会十分明显;当大于特征体积时,材料假定为均质。有限元计算结果反映了一定体积内的平均效应,这个特征体积的平均应力和平均应变的关系成为宏观的应力应变关系。 图2-2 最初人们对混凝土材料力学性能的研究多偏重于宏观角度,忽略了混凝土材料内部复杂的细观结构,难以揭示材料变形和破坏的物理机制,特别是天然存在的大量的细、微观缺陷,如骨料界面、孔洞以及随机分布的微裂纹在荷载作用时的扩展对混凝土力学性能的影响。而混凝土的宏观力学性能受其细观结构的控制,宏观的破坏行为也是由于细观尺度上的损伤和断裂行为的累积和发展的结果。比如,混凝土在宏观上表现出金属所没有的拉压异性、剪胀性、压硬性、非均匀强化和非均匀软化等特性,这些特性的内在机制必然体现在物质细观构造的差异上,即混凝土是由骨料、砂浆及二者之间的界面层等组成的多相嵌套复合材料。即便同属于混凝土,不同级配和不同组分也将带来很大的差异性,掌握其内部构造与宏观特性之间的关系对研发高性能混凝土和根据工程特点正确使用混凝土有重要指导作用。因此,对混凝土性能的研究关键应从混凝土的细观结构入手,以找出混凝土内部构造与宏观特性之间的必然联系。这就不可避免的将细观力学的分析方法引入到混凝土的研究中来。 细观力学的研究需要将试验、理论分析和数值计算三方面相结合。试验观测结果提供了

沿海混凝土耐久性研究综述

沿海混凝土耐久性研究综述 四川建筑科学研究 SichuanBuildingScience 第33卷第1期 2007年2月 沿海混凝土耐久性研究综述 钟亚伟,李固华 (1.西南交通大学土木工程学院,四川成都610031: 2.铁道第二勘察设计院,四川成都610081) 摘要:处于海洋环境中的混凝士结构普遍存在腐蚀问题.氯盐的侵蚀引起钢筋锈蚀是导致沿海工程混凝士结构破坏的主 要原因.本文作者概述了氯离子侵蚀的破坏机理,混凝士耐久性测试与评定方法以及寿命评估,并提出有关防腐措施.对设 计,施工及维护方面具有较好的参考意义. 关键词:沿海混凝土;氯离子;耐久性 中图分类号,TU528.33文献标识码:A文章编号:1008—1933(2007)O1.0090—06 Reviewofresearchonconcreteformarineworksdurability ZH0NGYawei.LIGuhua' (1.SchoolofCivilEngineeringSouthwestJiaotongUniversity,ChengdOU610031,China; 2.TheSeeendRailwaysSurveyandDesigninstitute,Chengdu610081.China) Abstract:Concretestructuresunderoceanenvironmentsgenerallyfacethecorrosionproble ms.Corrosionofsteelreinforcementby chlorineionisthemostsignificantcause$ofdeteriorationofreinforceconcretestructuresinm arineenvironment.Thedestructive mechanismofcorrosionunderchlorineenvironment,thedurabilitytestandassessmentmeth odsofconcreteformarineworkswere

混凝土细观力学研究进展及评述_马怀发

第2卷 第2期 2004年6月中国水利水电科学研究院学报Journal of China Institute of Water Resources and Hydropo wer Research Vol .2 No .2June ,2004收稿日期:2003-12-12 作者简介:马怀发(1962-),男,山东人,博士生,副教授,从事计算力学数值方法、水工结构抗震研究。 E -mail :mahuaifa @bjut .edu .cn 文章编号:1672-3031(2004)02-0124-07 混凝土细观力学研究进展及评述 马怀发1,2,陈厚群2,黎保琨1 (1.北京工业大学分部,北京 100044;2.中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心,北京 100044) 摘要:本文介绍了混凝土细观力学的研究方法,总结了到目前为止在细观层次上对混凝土实验研究和数值模拟的研究成果,详细分析讨论了格构模型、随机骨料模型和随机力学特性模型3种细观力学数值模型的优缺点。目前混凝土细观力学的研究主要集中对细观数值模型的研究,已建立起来的细观数值模型仍待完善,同时尚缺乏系统的各相材料力学特性参数试验测定成果。用细观力学数值模拟取代部分试验任务还要做很多工作。 关键词:混凝土;细观力学;数值模拟;试验研究 中图分类号:TV313文献标识码:A 1 引言 混凝土是由水、水泥和粗细骨料组成的复合材料。一般从特征尺寸和研究方法的侧重点不同将混凝土内部结构分为三个层次(如图1):(1)微观层次(Micro -level )。材料的结构单元尺度在原子、分子量级,即从小于10-7cm ~10-4c m 着眼于水泥水化物的微观结构分析。由晶体结构及分子结构组成,可用电子显微镜观察分析,是材料科学的研究对象;(2)细观层次(Meso -level )。从分子尺度到宏观尺度,其结构单元尺度变化范围在10-4厘米至几厘米,或更大些,着眼于粗细骨料、水泥水化物、孔隙、界面等细观结构,组成多相复合材料,可按各类计算模型进行数值分析。在这个层次上,混凝土被认为是一种由粗骨料、硬化水泥砂浆和它们之间的过渡区(粘结带)组成的三相材料。砂浆中的孔隙很小而量多,且随机分布,水泥砂浆力学性能可以看作细观均质损伤体。相同配合比、相同条件的砂浆试件,通常其力学性能也比较稳定,可以由试验直接测定。由泌水、干缩和温度变化引起粗骨料和水泥砂浆之间产生初始粘结裂缝,而这些细观内部裂隙的发展将直接影响混凝土的宏观力学性能;(3)宏观层次(Macro -level )。特征尺寸大于几厘米,混凝土作为非均质材料存在着一种特征体积,一般认为是相当于3~4倍的最大骨料体积。当小于特征体积时,材料的非均质性质将会十分明显;当大于特征体积时,材料假定为均质。有限元计算结果反映了一定体积内的平均效应,这个特征体积的平均应力和平均应变的关系成为宏观的应力应变关系。 长期以来,人们对混凝土材料和构件宏观力学性能的劣化直至破坏全过程的机理、本构关系、力学模型和计算方法都非常重视,并且用各种理论和方法进行了研究。为了研究其材料组织结构和裂缝的开展以及在单轴、双轴、三轴应力的作用与强度之间的关系,人们作了大量试验。强度理论也从最简单的最大拉应力理论、最大拉应变理论,发展到单剪应力系列、八面体剪应力系列、双剪应力系列,直至现在的统一强度理论 [1]。关于混凝土本构关系的研究也有大量文献,概括起来混凝土本构关系模型[2,3]主要有以下三种:(1)弹性本构模型,包括线弹性和非线性弹性本构模型;(2)以经典塑性理论为基础的本构模型;(3)基于不可逆热力学的本构模型,包括内蕴时间模型和损伤力学模型。 对混凝土细观结构的研究表明,即使在加载以前,混凝土内部已有微裂缝存在。这种微裂缝一般首先在较大骨料颗粒与砂浆接触面(粘结带)上形成,即所谓的初始粘结裂缝。这是由于水泥砂浆在混— 124—

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