两种不同加载方法下的混凝土剪切断裂过程对比研究
胡少伟 胡 亮
南京水利科学研究院, 江苏南京 210024
Comparative study on shear fracture process of concrete with two different loading methods
Hu Shaowei Hu Liang
Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210024, China
摘要 采用室内试验和数值模拟相结合的方法分析半边对称加载法和四点剪切加载法的联系与区别。首先对不同参数的半边对称加载试件和四点剪切梁分
别进行断裂过程试验,以研究其裂缝扩展形态和断裂韧度;然后通过扩展有限元方法对裂缝尖端应力情况进行分析。结果表明:半边对称加载试件裂缝尖端
剪切应力比垂直于预制缝的张拉应力大得多,裂缝沿着原预制缝方向扩展,断裂韧度与初始缝长无关,但随着试件长度的增加和高度的减小而增大;四点剪
切梁试件裂缝尖端存在大小相当的剪切应力和最大主应力,裂缝起于预制缝尖端,扩展到近加载点位置附近,断裂韧度与试件的几何尺寸无关,随着初始缝
长的增大和近加载点与预制缝截面距离减小而增大。
关键词 :
  ,
混凝土 ,
剪切断裂 ,
断裂韧度 ,
扩展有限元法
Abstract :The connection and difference between symmetrically single-edge notched loading method and four-point shear loading method
were analyzed based on lab tests and numerical simulations. Tests were carried out for two different types of specimens to study crack
propagation pattern and fracture toughness. Then, the extended finite element method was employed to study the stress distribution near
the crack tip. Results show that for symmetrically single-edge notched specimens, shear stress near crack tip is much larger than
tension stress perpendicular to the predefined notch. Crack propagates along the direction of original predefined notch, and fracture
toughness is independent of initial length of notch, but it may increase with the increase of specimen length and the decrease of
specimen height. Near the crack tip of four-point shear loading beam specimens, the magnitude of shear stress is similar to that of the
maximum principal stress. Near the loading points, fracture toughness is independent of beam size, but it may increase with the increase
of initial crack length and the shortening of distance between predefined crack and near-end loading point.
Key words :
concrete
shear fracture
fracture toughness
XFEM
[1]
聂建国. 我国结构工程的未来——高性能结构工程 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(9): 1-8.
[2]
应武挡 陈宗平. 型钢高强混凝土界面黏结传力机理及影响因素分析 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(9): 53-63.
[3]
陈宗平 徐金俊 占东辉 陈宇良 王妮 薛建阳 . 型钢混凝土L形柱-混凝土梁框架节点滞回性能试验研究 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(9): 30-41.
[4]
潘毅 吴晓飞 曹双寅 万里 . 长期轴压下有初应力的CFRP约束混凝土柱应力-应变关系分析 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(9): 9-19.
[5]
刘军 王芳 周洪 王恩志 曹鹏. 圆形截面玻璃纤维筋混凝土桩体抗剪承载力研究 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(9): 103-109.
[6]
谢剑 丁衎然 韩晓丹 于敬海. 超低温下有黏结预应力混凝土梁受弯性能试验研究 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(8): 69-75.
[7]
钟铭. 钢筋混凝土柱低周疲劳全过程累积损伤性能简化分析方法 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(8): 84-91.
[8]
张海燕 闫 佳 吴 波. 地聚物混凝土与钢筋黏结性能研究 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(7): 107-115.
[9]
李宁波 钱稼茹 刘时伟 赵作周 叶列平. 部分竖向分布钢筋套筒挤压连接的预制剪力墙抗震性能试验研究 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(7): 36-48.
[10]
王静峰 沈奇罕 李金超 侯和涛 王 珺. 外挂复合墙板半刚性钢管混凝土框架抗震试验研究 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(7): 68-78.
[11]
梁超锋 刘铁军 肖建庄 邹笃建 杨秋伟. 再生混凝土悬臂梁阻尼性能与损伤关系的试验研究 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(7): 100-106.
[12]
舒小娟 钟新谷 沈明燕 黄敦文 张天予. 统筹考虑全截面剪切变形能的单剪滞位移参数的薄壁箱梁剪力滞计算方法 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(6): 32-37.
[13]
钟小平 金伟良. 钢筋混凝土结构基于耐久性的可靠度设计方法 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(5): 31-39.
[14]
仇建磊 贡金鑫. 地震作用下钢筋混凝土柱纵筋屈曲研究进展 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(5): 50-62.
[15]
王 俊 赵基达 胡宗羽. 我国建筑工业化发展现状与思考 [J]. 土木工程学报, 2016, 49(5): 1-8.