混凝土断裂力学特性试验研究与数值仿真
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北京东城
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作者陈红鸟,李应平,苏启亮 著
出版社科学出版社
ISBN9787030777263
出版时间2024-06
装帧平装
开本16开
定价128元
货号1203310258
上书时间2024-11-17
商品详情
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目录
前言
第1章绪论1
1.1混凝土断裂力学研究背景1
1.1.1混凝土的基本力学特性2
1.1.2混凝土的破坏过程及机理2
1.1.3混凝土的断裂行为3
1.2混凝土材料的失效准则4
1.2.1基于强度的失效准则5
1.2.2基于断裂力学的失效准则6
1.3混凝土断裂力学研究现状7
1.3.1试验研究现状7
1.3.2数值模拟研究现状8
1.3.3混凝土断裂过程区的研究现状9
1.3.4往复荷载下混凝土断裂特性研究现状11
参考文献12
第2章断裂力学基本理论17
2.1弹性平面问题基本理论18
2.2线弹性断裂力学20
2.2.1应力强度因子和断裂韧度20
2.2.2应变能释放率21
2.2.3几种常见边界的应力强度因子解析式22
2.3混凝土非线性断裂力学25
2.3.1黏聚裂缝模型26
2.3.2等效弹性裂缝模型31
2.4黏聚裂缝模型本构关系38
2.4.1黏聚裂缝模型假设38
2.4.2黏聚应力关系的确定39
2.4.3逐点位移配合法42
参考文献42
第3章混凝土断裂力学特性试验研究47
3.1混凝土Ⅰ型断裂试验方法47
3.1.1直接拉伸试验47
3.1.2楔入劈拉试验48
3.1.3三点弯*试验51
3.2混凝土裂缝的观测方法62
3.2.1ESPI技术63
3.2.2DIC技术66
3.3ESPI技术测量误差分析69
3.3.1消除ESPI测量误差的方法70
3.3.2刚体运动产生的位移误差71
3.3.3刚体运动产生的应变误差74
3.3.4试验验证76
3.3.5位移和应变误差的修正步骤78
参考文献78
第4章混凝土断裂行为数值模拟81
4.1数值模拟解决裂缝扩展的常用方法81
4.1.1有限元法82
4.1.2数值流形法82
4.1.3无网格法83
4.1.4边界元法83
4.1.5扩展有限元法84
4.2利用ABAQUS软件的裂缝扩展模拟84
4.2.1虚拟裂缝闭合技术84
4.2.2内聚力模型92
4.2.3扩展有限元法98
4.2.4三种方法的对比分析103
4.3采用Fortran语言编程的数值仿真105
4.3.1弹性裂缝体数值模拟105
4.3.2混凝土裂缝的非线性数值模拟109
参考文献113
第5章单调加载下混凝土的断裂特性115
5.1等效裂缝模型介绍116
5.2三点弯*试验119
5.2.1材料和配合比119
5.2.2试验装置120
5.3试验结果及讨论121
5.3.1抗压强度fcu和弹性模量E121
5.3.2荷载-挠度*线121
5.3.3断裂韧度122
5.3.4强度对断裂参数的影响123
5.4ESPI技术测量结果分析126
5.4.1ESPI测量注意事项126
5.4.2裂缝扩展过程实时观测126
5.4.3试件梁的整体变形分析127
5.4.4试件梁的局部变形分析130
5.4.5裂缝尖端的确定133
参考文献134
第6章逐点位移配合法确定混凝土的拉伸软化*线136
6.1逐点位移配合法介绍137
6.1.1基本假设137
6.1.2IDCM的理论背景137
6.1.3IDCM的计算步骤139
6.2混凝土断裂试验142
6.2.1混凝土配合比和试件142
6.2.2三点弯*试验装置143
6.2.3巴西劈裂试验144
6.3试验结果及讨论145
6.3.1试件梁断裂面形态145
6.3.2荷载-位移*线147
6.3.3混凝土裂缝演化规律149
6.3.4裂缝张开位移和裂缝长度152
6.3.5断裂过程区的增韧机制152
6.4数值模拟及结果讨论154
6.4.1数值模型154
6.4.2不同强度混凝土的拉伸软化*线155
6.4.3TSC的准确性验证158
6.4.4TSC的参数分析159
6.4.5断裂过程区长度161
参考文献162
第7章混凝土断裂特性的尺寸效应166
7.1混凝土断裂试验介绍167
7.1.1试件设计167
7.1.2三点弯*试验167
7.2试验结果及讨论168
7.2.1荷载-位移*线168
7.2.2全场位移场172
7.2.3裂缝张开位移173
7.2.4混凝土梁的断裂参数176
7.2.5断裂参数的尺寸效应178
7.3断裂过程区特性的尺寸效应184
7.3.1断裂过程区演化的定性观察184
7.3.2断裂过程区演化的定量分析187
7.3.3拉伸软化*线190
参考文献193
第8章往复荷载下混凝土断裂特性试验研究196
8.1试验介绍197
8.1.1混凝土试件准备197
8.1.2三点弯*试验198
8.2试验结果及讨论200
8.2.1试件梁的荷载-位移*线200
8.2.2试件梁的名义刚度203
8.2.3混凝土梁的耗散能与断裂能207
8.3混凝土的断裂过程区特性分析209
8.3.1断裂过程区的识别209
8.3.2断裂过程区的长度213
8.3.3断裂过程区的宽度217
8.3.4断裂过程区的形状218
8.3.5断裂过程区的损伤演化219
参考文献224
内容摘要
本书系统总结了作者近10年在混凝土断裂力学试验和数值模拟方面的研究成果，主要内容包括混凝土断裂力学基本理论、混凝土Ⅰ型断裂试验方法及裂缝观测技术、混凝土断裂行为的数值模拟方法、单调加载下混凝土的拉伸软化*线及断裂特性尺寸效应，以及往复加载下混凝土的断裂能及断裂过程区演化等。本书可供土木、水利、工业民用建筑、固体力学等领域的科研工作者、工程技术人员及高校师生参考。
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