混凝土动力冲击性能试验与细观数值仿真研究

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2混凝土动力性能研究

1.2.1混凝土动力试验方法

1.2.2混凝土强度率相关规律

1.2.3动力破坏机理研究

1.2.4水工混凝土动力性能研究

1.3混凝土细观数值模型方法

1.3.1有限元模型

1.3.2格构模型

1.3.3离散元模型

1.4论文主要内容与创新点

1.4.1论文主要内容

1.4.2论文创新点

第2章混凝土细观颗粒元模型验证与轴拉、劈拉、弯拉强度试验仿真

2.1概述

2.2混凝土细观颗粒元模型

2.2.1颗粒元平行黏结模型

2.2.2颗粒元能量理论

2.2.3混凝土细观结构预处理及参数反演

2.3混凝土细观颗粒元模型验证与轴拉、劈拉、弯拉强度对比

2.3.1混凝土静动力强度试验及细观模型

2.3.2静力抗拉强度对比与分析

2.3.3动力抗拉强度对比与分析

2.4本章小结第3章混凝土动力冲击性能试验研究

3.1概述

3.2试验设计

3.2.1试验设备及试件

3.2.2预备试验

3.3试验数据分析

3.3.1加速度信号处理

3.3.2惯性力分析

3.4试验结果

3.4.1铝锤头不同落锤高度试验结果

3.4.2铝锤头不同落锤质量试验结果

3.4.3橡胶锤头不同落锤高度试验结果

3.5试验分析及讨论

3.5.1动量冲量平衡关系

3.5.2率相关效应

3.5.3系统能量平衡与混凝土梁能量组成

3.6本章小结

第4章落锤结构全系统细观模型仿真与分析

4.1概述

4.2细观颗粒元全系统模型仿真分析

4.3数值模型结果和对比

4.3.1力时程结果对比

4.3.2竖向位移结果对比

4.3.3混凝土应变结果对比

4.3.4高应变率试验模拟

4.4分析及讨论

4.4.1率相关效应

4.4.2破坏现象

4.4.3系统能量转换过程

4.4.4颗粒元能量转化及对比

4.5本章小结第5章无黏结预应力混凝土动力冲击性能试验研究

5.1概述

5.2试件及试验装置

5.2.1无黏结预应力混凝土试件

5.2.2试验装置及测量

5.3不同配筋率混凝土梁有效预应力影响研究

5.3.1钢筋动应变

5.3.2混凝土梁开裂过程

5.3.3混凝土梁动力承载力变化及竖向变形

5.3.4能量分析

5.4不同配筋率混凝土梁率相关研究

5.4.1钢筋动应变

5.4.2承载力率相关分析

5.5不同配筋率混凝土梁多次冲击影响研究

5.5.1钢筋动应变

5.5.2承载力及竖向位移变化

5.5.3混凝土裂纹宽度变化

5.6本章小结

第6章颗粒元有限差耦合模型及预应力混凝土冲击试验仿真

6.1概述

6.2颗粒元有限差耦合模型

6.2.1有限差分法

6.2.2颗粒元有限差耦合算法

6.2.3颗粒元有限差全系统模型

6.3数值模型结果和对比分析

6.3.1数值结果对比

6.3.2能量过程分析与对比

6.4本章小结

第7章混凝土梁初始静载影响的细观动力仿真与研究

7.1概述

7.2初始静载影响的试验研究

7.3基于细观颗粒元的初始静载影响分析

7.3.1动力强度增长段

7.3.2动力强度下降段

7.4本章小结

第8章结论及展望

8.1主要研究成果和结论

8.2研究展望

参考文献在学期间发表的学术论文与研究项目致谢