コンクリートの圧縮破壊に対するマイクロメカニクスに基づく連続体理論の研究

基于微观力学的混凝土压缩断裂连续介质理论研究

基本信息

批准号：
07750539
负责人：
奥井義昭
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750539/
关键词：
マイクロメカニクスコンクリート

项目摘要

圧縮荷重下のコンクリートの微視構造モデルを開発を目的として、モルタル内に骨材を模擬した鋼材を挿入した2次元の供試体を作製し、クラックの発生・進展状況を計測した。提案する微視構造モデルでは、コンクリートの圧縮荷重下での非弾性変形のマイクロメカニズムとして、骨材とモルタルの付着切れ、摩擦すべり、その摩擦すべりによって発生したモルタル内の引張クラックの進展を考慮している。この実験から荷重とクラック長の関係を求め、これと提案する微視構造モデルにおけるクラック進展条件から得られた荷重-クラック長関係を比較し、モデルの妥当性を検証した。その結果、1軸圧縮下においては実験結果とモデルから導かれる荷重-クラック関係はぼ一致し、提案するモデルのクラックの進展条件は妥当であることが確認された。しかし、2軸圧縮荷重の場合については、実験において一様な応力場を作ることが出来ず、クラック長と荷重の関係を得ることが出来なかった。そのため、提案モデルのクラック進展条件の2軸圧縮荷重下での妥当性については判断できなかった。さらに、提案する微視構造モデルが弾性体内部に多数存在するモデルを考え、これを均一化する事のより、巨視的な応力-ひずみ関係を求めた。この応力ひずみ関係は微視構造モデルのクラック長がある長さの時のものであるから、これと前述したクラックの進展条件を連立することにより、構成関係を求めた。これを、コンクリートの圧縮荷重下での応力-ひずみ関係に関する既往の実験結果と比較した。その結果、1軸圧縮荷重下においてはモデルより計算される構成関係は実験結果をうまく表現できたが、拘束圧下では最大圧縮応力方向の非弾性ひずみおよび体積ひずみが過小評価される傾向があることが分かった。この原因については、拘束圧下でのクラック進展条件、もしくはモルタル部の非弾性ひずみの評価に問題あるものと考えられる。

为了在压缩载荷下开发混凝土的微结构模型，制造了二维标本，其中将钢材材料模拟聚合物插入砂浆中，并测量了裂纹的产生和发育状态。所提出的微观结构模型考虑了混凝土压缩载荷下非弹性变形的微力机制，这是由于骨料和砂浆的粘附，摩擦滑移和摩擦滑移所产生的砂浆中拉伸裂纹的发展。我们计算了该实验的负载与裂纹长度之间的关系，并比较了提出的微观结构模型中从裂纹开发条件中获得的负载裂缝长度关系，并验证模型的有效性。结果，已经证实，在单轴压缩下，从实验结果和匹配的模型得出的负载裂缝关系以及所提出模型的裂纹开发条件是合理的。但是，在双轴压缩载荷的情况下，在实验中无法创建均匀的应力场，并且无法获得裂纹长度和负载之间的关系。因此，无法确定在双轴压缩载荷下所提出模型的裂纹发育条件的有效性。此外，我们考虑了一个模型，其中许多提出的微观结构模型存在于弹性体内，而不是统一它们，而是确定了宏观的应力 - 应变关系。由于这种应力应变关系是在微观结构模型的裂纹长度是一定长度时发生的，因此结构关系是通过在上述裂纹发育条件合并来确定的。将其与以前关于混凝土压缩负荷下应力 - 应变关系的实验结果进行了比较。结果，发现在单轴压缩载荷下从模型中计算出的本构关系能够很好地表达实验结果，但是在最大压缩应力方向上的压力约束压力，非弹性应变和体积应变下往往被低估了。在约束压力下的裂纹生长条件下或评估迫击炮部分中的非弹性菌株的原因，其原因可能是有问题的。