高温后混凝土断裂性能的试验研究及有限元分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com2012年第8期(总第274期)混凝土理论研究Number8in2012(TotalNo．274)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969／j．issn．1002-3550．2012．08．004高温后混凝土断裂性能的试验研究及有限元分析魏亮亮，陆洲导，俞可权，余江滔(同济大学结构工程与防灾研究所，上海200092)摘要：对高温后混凝土I型断裂性能进行了试验研究。设置20~600℃共1O组温度，采用楔入劈拉法测得高温后试件荷载一裂缝张开VI位移(P-cMoD)全曲线并记录各温度下混凝土试件烧失量W。基于试验结

2、果，计算各温度下试件断裂韧度、断裂能G和特征长度，并分别和烧失量”建立关系。研究表明三者随烧失量变化的趋势一致，说明可以用烧失量来体现高温下混凝土的断裂性能。利用ABAQUS有限元软件对试件的断裂过程进行模拟，得到各个温度下的PCMOD曲线并与试验结果对比来验证模型的合理性。关键词：高温；烧失量；断裂韧度；断裂能；特征长度；有限元模拟中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2012)08—0010—04Teststudyandfiniteelementanalysisofresidualfracturebehaviorsofconcretesubj

3、ecttoelevatedtemperaturesWEILiang-liang，LUZhou-dao，YUKc—quart，YUJiang-tao(ResearchInstituteofStructuralEngineeringandDisasterReduction，Ton~iUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：TheinvestigationsontheresidualMode‘Ifracturebehaviorsofconcretesubjecttoelevatedtemperatureswerecarriedout．Thewe

4、dgespliaingmethodwasemployedtoobtaintheLoad-CMOD(crackmouthopeningdisplacement)curvesofpost—firespecimenswhichwereexpo—suretotemperaturesvar~ngfrom20℃to600℃，furthermore，theweightlossesofallthespecimenswererecorded．Basedonthetestresults，thefracturetoughness，fractureenergyGFandcharacteristiclen

5、gthwerecalculatedandtheirrelationshipswithweightlossWwereestablished．Thestudyrevealedthat，GFandexperienceasametendencyaStemperaturechangeswhichindicatesweightlosshasthefunctiontobethein—dexofresidualfracturebehaviorsofconcretesubjecttoelevatedtemperatures．Thefiniteelementsot~wareABAQUSwereado

6、ptedtosimulatethefractureprocessofspicementsfromwhichP-CMODcurveunderdifferenttemperatureswereobtained，thecomputingresultsshowedagooda．greementwimthetestdata．Km／words：elevatedtemperatures；wightloss；fracturetoughness；fractureenergy；characteristiclength；finiteelementsimulation果表明温度越高，烧失量越大，混凝土的

7、脆性下降；加热时间越0引言长，烧失量越大，混凝土的脆性将下降。最后笔者从混凝土中3种因为具有良好的抗压强度和耐久性，混凝土被广泛用于建不同存在形式的水(毛细水、凝胶水、结合水)的特点进行分析，筑工程中。即使对于某些要求高温的工作环境的工程，如烟囱或认为凝胶水的丧失与混凝土的脆性关系最为密切。核电站等，混凝土仍然被大量地使用。研究表明，在高温下或高C．V．Nielsen、N．Bicanicr0对普通混凝土和高性能混凝土在高温后混凝土的化学成分、物理性能以及力学性能都发生了巨大温后的