第1章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2混凝土动力性能研究 2
1.2.1混凝土动力试验方法 2
1.2.2混凝土强度率相关规律 5
1.2.3动力破坏机理研究 7
1.2.4水工混凝土动力性能研究 8
1.3混凝土细观数值模型方法 9
1.3.1有限元模型 10
1.3.2格构模型 11
1.3.3离散元模型 12
1.4论文主要内容与创新点 14
1.4.1论文主要内容 14
1.4.2论文创新点 15
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 17
2.1概述 17
2.2混凝土细观颗粒元模型 17
2.2.1颗粒元平行黏结模型 17
2.2.2颗粒元能量理论 19
2.2.3混凝土细观结构预处理及参数反演 20
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 21
2.3.1混凝土静动力强度试验及细观模型 21
2.3.2静力抗拉强度对比与分析 23
2.3.3动力抗拉强度对比与分析 28
2.4本章小结 31
第3章 混凝土动力冲击性能试验研究 32
3.1概述 32
3.2试验设计 32
3.2.1试验设备及试件 32
3.2.2预备试验 33
3.3试验数据分析 36
3.3.1加速度信号处理 36
3.3.2惯性力分析 37
3.4试验结果 38
3.4.1铝锤头不同落锤高度试验结果 38
3.4.2铝锤头不同落锤质量试验结果 41
3.4.3橡胶锤头不同落锤高度试验结果 43
3.5试验分析及讨论 45
3.5.1动量-冲量平衡关系 45
3.5.2率相关效应 46
3.5.3系统能量平衡与混凝土梁能量组成 48
3.6本章小结 51
第4章 落锤-结构全系统细观模型仿真与分析 53
4.1概述 53
4.2细观颗粒元全系统模型仿真分析 53
4.3数值模型结果和对比 55
4.3.1力时程结果对比 56
4.3.2竖向位移结果对比 57
4.3.3混凝土应变结果对比 57
4.3.4高应变率试验模拟 58
4.4分析及讨论 59
4.4.1率相关效应 59
4.4.2破坏现象 60
4.4.3系统能量转换过程 62
4.4.4颗粒元能量转化及对比 62
4.5本章小结 65
第5章 无黏结预应力混凝土动力冲击性能试验研究 67
5.1概述 67
5.2试件及试验装置 67
5.2.1无黏结预应力混凝土试件 67
5.2.2试验装置及测量 69
5.3不同配筋率混凝土梁有效预应力影响研究 69
5.3.1钢筋动应变 70
5.3.2混凝土梁开裂过程 71
5.3.3混凝土梁动力承载力变化及竖向变形 73
5.3.4能量分析 74
5.4不同配筋率混凝土梁率相关研究 77
5.4.1钢筋动应变 78
5.4.2承载力率相关分析 78
5.5不同配筋率混凝土梁多次冲击影响研究 79
5.5.1钢筋动应变 79
5.5.2承载力及竖向位移变化 81
5.5.3混凝土裂纹宽度变化 81
5.6本章小结 84
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 85
6.1概述 85
6.2颗粒元-有限差耦合模型 85
6.2.1有限差分法 85
6.2.2颗粒元-有限差耦合算法 85
6.2.3颗粒元-有限差全系统模型 88
6.3数值模型结果和对比分析 90
6.3.1数值结果对比 90
6.3.2能量过程分析与对比 93
6.4本章小结 96
第7章 混凝土梁初始静载影响的细观动力仿真与研究 97
7.1概述 97
7.2初始静载影响的试验研究 97
7.3基于细观颗粒元的初始静载影响分析 99
7.3.1动力强度增长段 100
7.3.2动力强度下降段 104
7.4本章小结 108
第8章 结论及展望 109
8.1主要研究成果和结论 109
8.2研究展望 111
参考文献 112
在学期间发表的学术论文与研究项目 123
致谢 125