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动荷载-水-冻融共同作用下混凝土宏观裂缝扩展与演变的研究进展
被引量:
7
1
作者
马昆林
王中志
+2 位作者
龙广成
谢友均
曾晓辉
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第19期19091-19098,共8页
混凝土是土木工程建设的重要材料。由于设计、施工、服役环境及其材料自身等原因,混凝土在投入使用时就存在部分非结构裂缝。工程实践发现,在长期动荷载作用下,混凝土裂缝会在长度、宽度和深度方向出现扩展和演变,而动荷载和环境共同作...
混凝土是土木工程建设的重要材料。由于设计、施工、服役环境及其材料自身等原因,混凝土在投入使用时就存在部分非结构裂缝。工程实践发现,在长期动荷载作用下,混凝土裂缝会在长度、宽度和深度方向出现扩展和演变,而动荷载和环境共同作用将会加快裂缝的扩展,加速混凝土材料的劣化,导致混凝土力学和耐久性能降低,严重影响其结构安全。动荷载的长期作用将导致混凝土裂缝尖端附近的应力场和位移场出现复杂的变化,从而引起应力集中和应变能释放,当裂缝尖端应力强度因子大于材料断裂韧度时,裂缝将发生失稳扩展。动荷载对裂缝中的水产生动水压,动水压作用下水对裂缝内壁产生反复冲刷和溶蚀,导致裂缝内壁的集料和水化产物流失,从而加速了裂缝的扩展。低温冻融过程中,水在裂缝内壁反复结冰溶解,在裂缝内产生了冻胀应力,而动荷载作用使裂缝发生的体积变化增大了冻胀应力,同时冻融对裂缝内壁的集料和水化产物产生了剥蚀作用,加速了混凝土裂缝的扩展。动载-水-冻融共同作用对混凝土宏观裂缝的扩展演化更加复杂,目前尚无系统研究。本文归纳了目前对混凝土宏观裂缝在动载-水-冻融共同作用下扩展演变研究的最新进展,梳理了动荷载作用下水和冻融对裂缝扩展演化的加速机制、裂缝扩展与演化的计算方法和有效预测模型,并提出了该研究方向需要进一步解决的问题,以期为进一步掌握混凝土结构的长期服役性能、完善混凝土结构损伤理论及养护维修技术奠定基础。
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关键词
混凝土
宏观裂缝
动
荷载
-
水
-
冻融
耦合
裂缝扩展
冲刷溶蚀
冻胀剥蚀
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职称材料
基于Weibull分布和残余应变的SCC疲劳损伤本构模型
被引量:
4
2
作者
万镇昂
马昆林
+1 位作者
龙广成
谢友均
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期634-638,共5页
为了研究CRTSⅢ型板式轨道充填层自密实混凝土(Self-compacting concrete,SCC)在不同服役环境下疲劳损伤的本构关系,采用Weibull分布函数并引入残余应变表征损伤度,建立了SCC疲劳损伤的本构模型,探讨了水和动荷载共同作用对SCC疲劳损伤...
为了研究CRTSⅢ型板式轨道充填层自密实混凝土(Self-compacting concrete,SCC)在不同服役环境下疲劳损伤的本构关系,采用Weibull分布函数并引入残余应变表征损伤度,建立了SCC疲劳损伤的本构模型,探讨了水和动荷载共同作用对SCC疲劳损伤的影响,同时采用MTS试验机对典型充填层SCC的抗压疲劳性能进行了测试和模型验证。结果表明,基于Weibull分布和残余应变的SCC疲劳损伤本构模型能够较好地表征典型充填层SCC在疲劳荷载作用下的性能演变,本构模型的拟合结果与试验结果的相关系数大于0. 97,该模型能够较好地体现SCC的损伤随疲劳次数增加的变化。1×106次疲劳荷载后,动荷载作用下SCC极限抗压强度降低20. 5%;相比较动荷载单独作用,在饱水条件下,1×106次疲劳试验后,SCC极限抗压强度降低6. 7%;水-动荷载共同作用下SCC极限抗压强度降低27. 2%。由此可知水和动荷载共同作用加剧了SCC的疲劳损伤。
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关键词
本构模型
自密实混凝土
WEIBULL分布
残余应变
水-动荷载耦合
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职称材料
题名
动荷载-水-冻融共同作用下混凝土宏观裂缝扩展与演变的研究进展
被引量:
7
1
作者
马昆林
王中志
龙广成
谢友均
曾晓辉
机构
中南大学土木工程学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第19期19091-19098,共8页
基金
国家自然科学基金(51678569,11790283)
国家重点研发计划项目(2017YFB1201204)。
文摘
混凝土是土木工程建设的重要材料。由于设计、施工、服役环境及其材料自身等原因,混凝土在投入使用时就存在部分非结构裂缝。工程实践发现,在长期动荷载作用下,混凝土裂缝会在长度、宽度和深度方向出现扩展和演变,而动荷载和环境共同作用将会加快裂缝的扩展,加速混凝土材料的劣化,导致混凝土力学和耐久性能降低,严重影响其结构安全。动荷载的长期作用将导致混凝土裂缝尖端附近的应力场和位移场出现复杂的变化,从而引起应力集中和应变能释放,当裂缝尖端应力强度因子大于材料断裂韧度时,裂缝将发生失稳扩展。动荷载对裂缝中的水产生动水压,动水压作用下水对裂缝内壁产生反复冲刷和溶蚀,导致裂缝内壁的集料和水化产物流失,从而加速了裂缝的扩展。低温冻融过程中,水在裂缝内壁反复结冰溶解,在裂缝内产生了冻胀应力,而动荷载作用使裂缝发生的体积变化增大了冻胀应力,同时冻融对裂缝内壁的集料和水化产物产生了剥蚀作用,加速了混凝土裂缝的扩展。动载-水-冻融共同作用对混凝土宏观裂缝的扩展演化更加复杂,目前尚无系统研究。本文归纳了目前对混凝土宏观裂缝在动载-水-冻融共同作用下扩展演变研究的最新进展,梳理了动荷载作用下水和冻融对裂缝扩展演化的加速机制、裂缝扩展与演化的计算方法和有效预测模型,并提出了该研究方向需要进一步解决的问题,以期为进一步掌握混凝土结构的长期服役性能、完善混凝土结构损伤理论及养护维修技术奠定基础。
关键词
混凝土
宏观裂缝
动
荷载
-
水
-
冻融
耦合
裂缝扩展
冲刷溶蚀
冻胀剥蚀
Keywords
concrete
macroscopic crack
coupling of dynamic load
-
water
-
freeze
-
thaw
crack propagation
scouring dissolution
frost heaving denudation
分类号
TU528 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
基于Weibull分布和残余应变的SCC疲劳损伤本构模型
被引量:
4
2
作者
万镇昂
马昆林
龙广成
谢友均
机构
中南大学土木工程学院
中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期634-638,共5页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFB1201204)
国家自然科学基金(51678569
+1 种基金
11790283
51678568)~~
文摘
为了研究CRTSⅢ型板式轨道充填层自密实混凝土(Self-compacting concrete,SCC)在不同服役环境下疲劳损伤的本构关系,采用Weibull分布函数并引入残余应变表征损伤度,建立了SCC疲劳损伤的本构模型,探讨了水和动荷载共同作用对SCC疲劳损伤的影响,同时采用MTS试验机对典型充填层SCC的抗压疲劳性能进行了测试和模型验证。结果表明,基于Weibull分布和残余应变的SCC疲劳损伤本构模型能够较好地表征典型充填层SCC在疲劳荷载作用下的性能演变,本构模型的拟合结果与试验结果的相关系数大于0. 97,该模型能够较好地体现SCC的损伤随疲劳次数增加的变化。1×106次疲劳荷载后,动荷载作用下SCC极限抗压强度降低20. 5%;相比较动荷载单独作用,在饱水条件下,1×106次疲劳试验后,SCC极限抗压强度降低6. 7%;水-动荷载共同作用下SCC极限抗压强度降低27. 2%。由此可知水和动荷载共同作用加剧了SCC的疲劳损伤。
关键词
本构模型
自密实混凝土
WEIBULL分布
残余应变
水-动荷载耦合
Keywords
constitutive model
self
-
compacting concrete
Weibull distribution
residual strain
water
-
dynamic load coupling
分类号
TU528 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
动荷载-水-冻融共同作用下混凝土宏观裂缝扩展与演变的研究进展
马昆林
王中志
龙广成
谢友均
曾晓辉
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
7
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职称材料
2
基于Weibull分布和残余应变的SCC疲劳损伤本构模型
万镇昂
马昆林
龙广成
谢友均
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
4
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职称材料
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