混凝土环式约束收缩开裂试验的研究及其改进

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1、車位代码１０４７５学号１０４７５３１２０７４０分类号ＴＵ５皆杂义聲硕ｉ学位论文％巧混凝±环式约束收缩开裂试验的研究及其改进学科、专业：结构工程．研究方向：高性能水泥基材料？申请学位类别；工学硕±申请人：黄世辉指导教师；张承志教授二〇—五年五月关于学位论文独创声明和学术诚信承诺本人向河南大学提出硕壬学位申请。本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除文中特别加＂说明、标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究

2、成果，也不包括其他人为获得任何教育一、科研机构的学位或证书而使用过的材料。与我同王作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。在此本人郑重承诺：所呈交的学位论文不存在舞弊作伪行为，文责自负。人学位申请（学位论文作者）签名；２０１５年５月１３日关于学位论文著作权使用授权书本人经河南大学审棱批准授予硕壬学位。作为学位论文的作者，本人完全了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文的要求，即河南大学有权向国家图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文（纸质文本和电子文本）＂供公众捡索＂、

3、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校学术发展和进行学术交流等目的，可采取影印、缩印、担描和採贝等复制手段保存、汇编学位论文（纸质文本和电子文本）。（涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书）－怯术手学位获得者（学位论文作者）签違：绰，２０１５年做５月１３日－可‘巧：名它心术学位论文指导教师签：进疋２０１５年５月１３日STUDYANDIMPROVEMENTONTHERINGRESTRAINEDSHRINKAGETESTADissertationSubmittedtoTheGraduateSchoolofHenanUnive

4、rsityInPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringscienceByHuangShihuiSupervisor:Prof.ZhangChengzhi摘要如何防止混凝土结构物开裂，提高混凝土结构物自身的抗裂性能是现代水泥混凝土技术工程中的一项重大课题。想要提高混凝土结构物的抗裂性能，就必须对影响混凝土抗裂性能的各种因素进行研究。因此，良好的试验和研究方法是提高混凝土结构物抗裂性能的前提。在众多研究混凝土抗裂性能的方法中，环式约束收缩开裂试验方法是应用比较广泛的一种。

5、但是，此种方法也存在试件开裂位置发散性的问题。为了解决上述问题，本文提出了一种改进的环式约束收缩开裂试验方法。为了加深人们对环式约束收缩开裂试验的理解和论证改进型环式约束收缩开裂试验的可行性,并为改进型环式约束收缩开裂试验设计提供依据,本文开展了如下工作并等到了如下结论：（1）本文首先对有关混凝土干燥收缩、相对湿度扩散的文献进行了充分的研究，根据环式约束收缩开裂试验的实际情况，确定了本文中的湿度场控制方程、应力场中的物理方程、几何方程、平衡方程以相对湿度扩散系数、混凝土表面水分交换系数、混凝土力学性能的弹性模量等相关系数。（2）根据混凝土环式约束收缩开裂试验的实

6、际情况，在ANSYS单元库中，选择了用于有限元分析的单元类型。又根据迦辽金法和虚功原理推倒出了湿度场有限元公式和应力场有限元公式，建立了数值模拟分析所要用到的数值模型。（3）利用ANSYS有限元软件数值模拟分析了环式约束收缩开裂试验中混凝土试件的相对湿度分布和第一主应力分布情况。研究结果表明:在环式约束收缩开裂试验中，混凝土试件中的相对湿度最小值和第一主应力最大值都位于混凝土试件的外边缘。随着径向距离的减小，混凝土试件中的相对湿度值逐渐增大，而第一主应力值逐渐减小，到达混凝土试件内边缘时，混凝土相对湿度达到最大值，第一主应力达到最小值。随着时间的延长，在相同位置

7、处的相对湿度值逐渐的减小，第一主应力逐渐的增大。在距混凝土试件外边缘相同距离处，混凝土试件的第一主应力相等。这说明，在应用环式约束收缩开裂试验测试混凝土抗裂性能时，试件的开裂位置是无法确定的，严重影响开裂时间和抗裂宽度等参数的测量，对试验的准确性造成了影响。(4)利用ANSYS有限元软件数值模拟分析了混凝土强度等级、钢环弹性模量、钢环尺寸对环式约束收缩开裂试验中的混凝土试件的相对湿度分布和第一主应力分布的影响。研究结果表明：在环式约束收缩开裂试验中，随着混凝土强度等级的提高，混凝土I相对湿度扩散作用减弱，混凝土试件中的第一主应力最大值增大；随着钢环弹性模量的提高

8、和尺寸的增大，混凝土试件