凍融作用下混凝土的損傷與斷裂研究.pdf

1、我國大部分地區(qū)處于寒冷地帶，低溫和凍融循環(huán)作用往往是導(dǎo)致混凝土性能劣化的主要原因。研究混凝土在低溫和凍融循環(huán)環(huán)境下的斷裂損傷性能和材料斷裂的微觀機(jī)理，具有重要的理論研究價(jià)值及現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
　　本文針對(duì)寒冷地區(qū)混凝土長期經(jīng)受凍融作用的斷裂損傷問題，分別從微觀顯微結(jié)構(gòu)、機(jī)理分析、宏觀力學(xué)性能及凍融后斷裂面分形特征等方面進(jìn)行細(xì)致研究，旨在應(yīng)用斷裂及損傷力學(xué)評(píng)價(jià)混凝土的凍融作用，揭示凍融損傷發(fā)展規(guī)律，為實(shí)現(xiàn)寒冷地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)的抗凍耐久性

2、設(shè)計(jì)、評(píng)估及壽命預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)。
　　對(duì)凍融作用后混凝土進(jìn)行斷裂試驗(yàn)，探討凍融作用對(duì)混凝土斷裂行為的影響，揭示混凝土斷裂參數(shù)劣化特征；應(yīng)用斷裂力學(xué)的原理和方法推導(dǎo)了四點(diǎn)彎曲方法進(jìn)行混凝土斷裂韌度測(cè)試的計(jì)算公式以及斷裂韌度測(cè)試的其他參數(shù)計(jì)算方法，對(duì)混凝土段韌度測(cè)試應(yīng)用四點(diǎn)彎曲方法進(jìn)行測(cè)試，對(duì)凍融作用下不同水灰比、引氣劑、不同摻合料混凝土的斷裂韌度、斷裂能及劣化趨勢(shì)進(jìn)行了分析和探討，混凝土的斷裂韌度與相對(duì)動(dòng)彈性模量之間具有良好的線性

3、關(guān)系。
　　利用顯微觀測(cè)技術(shù)，觀察凍融前后混凝土內(nèi)部微觀裂紋及損傷特征，對(duì)比混凝土內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)，闡明凍融作用對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷機(jī)理；通過對(duì)混凝土斷裂試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，確定改善混凝土凍融損傷的優(yōu)化方案，利用顯微觀測(cè)方法分析各種摻合料對(duì)凍融耐久性的影響，并提出了合理化建議。利用損傷理論對(duì)凍融后混凝土導(dǎo)致的凍融損傷問題展開研究，建立混凝土凍融損傷的演化方程。
　　用高強(qiáng)石膏直接在混凝土斷裂試件的表面復(fù)型，短時(shí)間內(nèi)即可準(zhǔn)確取出

4、相應(yīng)三維形貌的斷裂表面，便于高精度分割和無破損直接測(cè)試，。應(yīng)用數(shù)字圖像方法處理進(jìn)行混凝土的宏觀裂縫以及微裂紋的分維計(jì)算，相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量方法具有精度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)。此方法可以用于混凝土的分形計(jì)算中。
　　混凝土斷裂面具有很好的自相似特征，可以用分形幾何的理論和方法指導(dǎo)其分形特征的測(cè)試和評(píng)價(jià)。對(duì)凍融前后混凝土斷裂面進(jìn)行分形特征研究，將分形理論應(yīng)用于混凝土凍融損傷研究中，為探索混凝土斷裂面分形特征與斷裂行為之間的內(nèi)在規(guī)律以及建立相關(guān)

5、的數(shù)學(xué)模型提供了重要的依據(jù)。混凝土斷裂面具有良好的分形特點(diǎn)，凍融后混凝土斷裂面斷裂表面進(jìn)行分維計(jì)算表明，其分形維數(shù)的方差非常小，線性回歸的相關(guān)系數(shù)也非常好，測(cè)試精度比較高?？梢詫⒎中卫碚撆c混凝土的斷裂理論結(jié)合起來，評(píng)價(jià)混凝土在凍融作用下的斷裂行為。
　　利用最小二乘支持向量機(jī)模型進(jìn)行凍融作用下混凝土的斷裂韌度和斷裂能預(yù)測(cè)，不需建立方程式，模型的建立和修改容易，可處理被干擾的數(shù)據(jù)，具有較強(qiáng)的概括性，比較適合小樣本狀態(tài)現(xiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)問題