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《沖擊荷載下混凝土材料損傷破壞的分形實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學碩士學位論文沖擊荷載下混凝土材料損傷破壞的分形實驗研究姓名：李建雄申請學位級別：碩士專業(yè)：巖土工程指導教師：祝文化20080401武漢理工大學碩士學位論文摘要混凝土是一種應(yīng)用廣泛的工程材料，研究混凝土材料在沖擊荷載下的損傷破壞細觀特征，探索混凝土表面裂紋圖形的分形特征與其承受的沖擊荷載之間的內(nèi)在規(guī)律具有十分重要的意義。本文采用分離式Hopkinson壓桿實驗裝置，對混凝土材料(C30素混凝土、聚丙烯纖維混凝土各4組)的動態(tài)壓縮實驗的應(yīng)變率、動態(tài)單軸壓應(yīng)力極限值及裂紋分形維數(shù)值進行了研究，分析了不同荷載下混凝土表面裂紋圖形的分形特性
2、及其變化規(guī)律。論文主要進行了以下工作：1、針對混凝土等脆性材料動態(tài)壓縮實驗的特點，采用SHPB改進技術(shù)，獲得了C30素混凝土及纖維混凝土的動態(tài)單軸壓縮應(yīng)力、應(yīng)變曲線。2、實驗結(jié)果表明：混凝土材料具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng)；在混凝土中摻入適量的聚丙烯纖維對混凝土的增強機理主要體現(xiàn)在限制裂縫的發(fā)展，顯著改善了混凝土材料的韌性。3、在總結(jié)分析了常用分形維數(shù)的計算方法的基礎(chǔ)上，確定計盒維數(shù)為本文研究的分形維數(shù)。根據(jù)盒維數(shù)算法思想及數(shù)字圖像存儲原理，設(shè)計了基于Matlab的數(shù)字圖象盒維數(shù)計算程式，建立了一種數(shù)字圖像盒維數(shù)簡易算法，為混凝土表面裂紋圖形盒維數(shù)計
3、算提供了計算方法。4、實驗結(jié)果表明：沖擊荷載條件下，混凝土表面裂紋具有很好的分形特性，分維可作為混凝土損傷程度的描述參數(shù)。隨著沖擊荷載的增大，混凝土的應(yīng)變率、動態(tài)單軸抗壓強度及裂紋分形維數(shù)值均逐漸增大。5、用分形維數(shù)對C30素混凝土和纖維混凝土試塊的單軸動態(tài)抗壓強度極限值和應(yīng)變率進行定量描述，擬合了試塊動態(tài)單軸壓應(yīng)力極限值與其對應(yīng)的分形維數(shù)的定量關(guān)系。關(guān)鍵詞：沖擊荷載；混凝土；損傷；分形；霍普金森壓桿(SHPB)；裂紋；盒維數(shù)武漢理工大學碩士學位論文ALBSTRACTConcreteisaproiectmaterialofextensivel
4、yapplication．Thereareveryimportantmeaningstostudythemicrostructuralcharacteristicofdamagedconcreteunderimpactloadandexploretheinherentlawsbetweenthefractalcharactersofconcretesurfacecrackgraphanditsimpactload．Aseriesofimpactloadtestsandtheoryanalysiswerecarriedonconcretesam
5、ples，includingfourgroupsofC30plainconcretesamplesandpolypropylenefiberconcretesamples，usingSHPBdevice．Baseonthetests，researchswerecarriedonconcretedynamicuniaxialcompressionstressandcrackfractaldimensionandanalysiswerecarriedonthelawsbetweenimpactloadingandfractaldimensiono
6、fconcretesurfacecrack．Theprimaryresearchachievementsareasfollowing：1、Accordingtothecharacteristicoftheexperimentofbrittlematerialssuchasrockandconcrete，theSHPBWasimprovedandtheconstitutive．curveofC30plainandpolypropylenefiberconcretewereobtained．2、Experimentalresultsindicat
7、ethatconcretematerialhavesignificantstrain—rateeffect．Thestrengtheningmechanismofappropriateamountofincorporatedpolypropylenefibersistorestrictthecrackfromdeveloping，anditcanremarkablyimprovethetoughnessofconcretematerial．3、SummaryandanalysisWascarriedonthecalculationmethod
8、ofcommonlyusedfractaldimensions，andfinallydeterminedtousethebox．countingdimension．
