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土工布在路面起到降低裂缝的作用

文章出处:admin 人气:发表时间:2017-08-30 09:38

    在各种荷载的综合影响下,地铁的顶板和侧墙等部分往往会产生开裂和渗漏的现象。引起地铁车站混凝土结构裂缝产生的原因包括结构物自施工到运营时承受外部荷载和变形作用(温度、收缩、不均匀沉陷等)。研究认为,在引起车站结构开裂的原因中,由温降收缩等变形作用引起的开裂占到80%。通过本文第二章的地铁车站有限元计算,也证明了温降荷载是造成地铁车站开裂渗漏的主要荷载类型。
    如何控制地铁等地下结构的开裂,国内外做了各种尝试,包括留置构造缝、施加预应力、添加聚丙烯纤维、钢纤维或微膨胀剂等。其中,对在混凝土结构中掺加聚丙烯等低弹模超细纤维,由于轴拉强度没有明显提高,实际应用时其抗裂防渗效果常受到质疑。但工程实践已经证明,在路面、大坝等大体积混凝土中掺加聚丙烯纤维,降低了裂缝的数量,同时也减小了裂缝的宽度。本文将温缩荷载作用下纤维土工布混凝土的阻裂机理称为纤维混凝土的抗温阻裂机理。
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    针对纤维阻裂机理,学者们提出很多力学模型。这些力学模型多是建立纤维与裂缝作用的力学模型,并借助常规有限元方法分析纤维的阻裂机理。实际上,混凝土微裂的产生以及扩展过程具有一定的随机性,而正是聚丙烯纤维的存在,改变了混凝土温降时微裂过程中的实际作用与变形状态。所以,要认识聚丙烯纤维对混凝土在温降作用下的阻裂机理的认识,应采用随机有限元方法对聚丙烯纤维混凝土的微裂扩展过程进行跟踪分析。非线性随机有限元以其更为接近真实的材料模型定义和荷载定义等特点逐渐受到国内外学者和工程界人士的重视,也为本文跟踪分析纤维混凝土受拉构件在温降荷载作用下的微裂过程提供了新的思路。为了解纤维对混凝土结构的抗温阻裂机理,本章利用非线性随机有限元理论对比分析素混凝土和纤维混凝土构件在温降荷载作用下的微裂过程,探讨纤维混凝土的微裂扩展机理,为进一步提出纤维混凝土抗裂防渗设计方法提供理论支持。
    随机性是自然界各种事物的固有特性,在工程结构中存在大量随机的不确定因素,如荷载的波动、材料性能的不均匀、结构模型的不定性等。近二十年来,用概率
方法进行结构分析,口益受到国内外学者和工程界人士的关注,其中十分突出的一个方法是随机有限元法。随机有限元基本上可分为两大研究领域,一建立在统计基础上的Monte-Carl。法,它是最直接,也是对非线性问题很有效的随机有限元法,二是非统计性随机有限元法,这其中以摄动随机有限元法和纽曼随机有限元法最具代表性。
法引入结构随机有限元分析,随后,将随机场函数的Monte-Carl。法与随机刚度矩阵的Neumann级数展开式结合,得到了具有较好计算精度。随机有限元法。非统计性随机有限元法在国内外研究较多,Hisada和Nakagiri}g3嗜先对基于摄动技术的随机有限元做了比较系统的研究,随后提出了随机场的局部平均理论并将它引入随机有限元法。引入随机有限元的列式中,从而提出了纽曼随机有限元法。在国内在第二界全国计算力学会议上,首先将随机场局部平均的随机有限元理论引入国内,随后在随机场的离散处理、摄动变分列式解的存在性及唯一性、摄动解变分列式的误差估计等方面作了进一步的深入研究。与摄动等非统计性随机有限元法相比,法当样本容量足够大时,将更可靠也更精确。由于它需要大量的统计取样,使得其计算工作量较大,然而计算机计算速度的大幅度提升使得法的优点愈来愈突出,使其成为结构分析的重要工具之一。

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  (1>根据所要研究的物理系统的性质,建立能够描述该系统特性的理论模型,导出该模型的某些特征量的概率密度函数;
    (2)从概率密度函数出发进行随机抽样,得到特征量的一些模拟结果;
    (3)对模拟结果进行分析总结,预言物理系统的某些特性。
    在采用土工布。随机有限元法研究聚丙烯纤维混凝土构件在温降荷载作用下的结构响应时,需先考虑产生多少组随机数以及每组随机数的个数。产生多少组随机数由系统计算精度决定,计算精度要求越高,样本数就要求越大。国外有学者建议样本数取N,100/Pf,其中Pf是所模拟系统的可靠度。每组随机数的数目M由素混凝土受拉构件随机场的数量决定,随机场可包含一个或数个单元,需要定义多少个随机均匀场与计算精度、概率密度函数,
计算量和计算能力等方面有关。确定好M与N后,需要再确定各参数的接着要产生符合此概率密度函数的随机数。级混凝土的轴心抗拉强度及弹性模量按均匀分布步骤一般是先对各强度等间产生与单元数相同的一系列随机数。按照产生正态分布随机数的方法,如大数定理变换法或雅格比变换法对
均匀分布的随机数进行变换,以求得符合各随机变量概率密度函数的系列随机数。
法通过在计算机上产生的样本函数来模拟系统随机输入量的概率特征,并对每个给定的样本进行确定的有限元分析,然后对所得结果进行统计分析,得出系统研究目标的随机响应的概率统计特征。其整个分析过程。www.tugongbu.vip

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