环形约束混凝土徐变量化计算与裂缝图像化定量评价研究.pdf

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【学位年度】2010 【摘要】 随着混凝土越来越广泛的应用于工程领域，混凝土结构的早期开裂变得越来越普遍和严重，混凝土的早期开裂导致混凝土结构性能劣化并影响其耐久性。因此，混凝土的抗裂性能和对既有裂缝的评价成为研究的热点。 本文对三种典型的混凝土轴心抗压强度，弹性模量，抗折强度等基本力学性能和自由收缩性能进行了试验研究，得到它们随龄期的发展规律，并分析矿物掺和料对其性能的影响。通过四点弯曲试验研究混凝土初裂拉应变与极限拉应变的确定方法和发展规律。 通过圆环实验测得了钢环内侧的应变，利用圆环的解析解，计算了在环形约束条件下，混凝土约束收缩的发展和实际应力的发展；在忽略应力松弛的情况下，计算了混凝土环在约束收缩下的理论应力；理论应力与实际应力的差值就是混凝土的应力松弛的大小。混凝土在圆环约束收缩下总变形分为自由收缩、弹性变形和徐变变形的叠加，而利用位移协调关系得到混凝土环内侧的总变形等于钢环外侧的变形，利用该等式可求解出徐变变形，得到了一种研究混凝土应力松弛与徐变的方法，并分析了矿物掺和料对混凝土徐变与应力松弛的影响。
针对传统测量裂缝的长度、宽度的主观性较大以及精度和效率较低的缺点，本文基于数字图像技术，提出了一种混凝土裂缝的图形化提取方法。结合分形理论，给出了定量计算混凝土裂缝的面积、分形维数、长度、宽度等特征参数的算法，并采用MATLAB编写计算混凝土裂缝特征参数的应用程序。通过混凝土平板实验裂缝的计算分析表明：裂缝的图形化提取方法具有准确、方便、快捷的优点，特征参数的算法具有良好的计算精度，采用分形理论描述混凝土早期裂缝的不规则性是有效的，为混凝土裂缝的定量研究提供了有利的工具。
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