再生混凝土梁损伤演化的分形研究

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1、第39卷第4期四川建筑科学研究2013年8月SichuanBuildingScience135再生混凝土梁损伤演化的分形研究郭健，孙洪泉(苏州科技学院土木工程学院，江苏苏州215011)摘要：通过对4根集中荷载作用下再生混凝土简支梁的试验研究，分析了其在分级荷载作用下从开裂到破坏过程中裂缝演化、分布的特征，证明了再生混凝土梁表面裂缝分布具有分形性质，并且不同损伤状态下构件表面裂缝的分维数与其所受剪力具有良好的线性关系，与跨中挠度和损伤变量之间也存在良好的量化关系。研究表明，该分维数可作为再生混凝土构件

2、损伤程度的一个衡量指标，从而为再生混凝土结构从开裂到破坏过程的非线性研究提供了新的思路和方法。关键词：再生混凝土梁；损伤；表面裂缝分布；分维数中图分类号：TU375．1文献标志码：A文章编号：1008—1933I2013)04—135—05FractalresearchondamageevolvementofrecycledconcretebeamGUOJian，SUNHongquan(CollegeofCivilEngineering，SuzhouUniversityofScienceandTech

3、nology，Suzhou215011，China)Abstract：Inthispaper，experimentalresearchoncrackoffourrecycledaggregateconcretesimplebeamsunderconcentratedloadWaSpresented．Throughtheanalysisofevolution，distributioncharacteristicsofcrackfromitscracktodestructionintheclassific

4、ationofloads，itisverifiedthatthesui~acecracksontherecycledaggregateconcretebeamstakeonthefractalbehaviorandthereisaverygoodlinearrelationshipbetweenthefractaldimensionofthesurfacecrackinthediferentdamagestateanditssuferedshear．Betweenthefraetaldimension

5、ofthesuFfacecrackandthemid—spandeflection，damagevariablealsohaveagoodquantitativerelationship．Accordingly，thefractaldimensioncanberegardedasanindextoevaluatedamagedegreeofrecycledaggregateconcretebeam，whichprovidesanovelideasandmethodsforthenonlinearstu

6、dyfromitscracktodestruction．Keywords：recycledaggregateconcretebeam；damage；surface—crack；fractaldimension不规则分布的微、细观裂纹缺陷的复合材料中。对0引言于再生}昆凝土结构进行非线性分析能够更好地反映再生混凝土是指将废弃混凝土、废弃砖、废弃砂结构的实际工作状态。因此，本文应用分形理论定浆作为骨料，经过破碎、清洗与分级后，按一定的比量描述再生混凝土结构裂缝生成和扩展的机理及过例和级配形成的再生骨料，部

7、分或全部代替砂石等程，从总体上对结构的开裂和破坏过程加以描述，为天然骨料(主要是粗骨料)加入水泥砂浆拌制而成再生混凝土结构的研究提供一种新的思路和方法。的新混凝土⋯。作为一种适应可持续发展的新型1分形理论简介绿色混凝土，再生混凝土已成为国内工程界和学术界研究的热点和前沿问题之一。分形几何学(FractalGeometry)是由美籍法裔科与普通混凝土结构相比，再生混凝土的初始损学家B．B．Mandelbrot在20世纪7O年代中期创立伤更大，因此，再生混凝土结构从开裂到破坏的过程的，是非线性科学的重要组

8、成部分。所谓分形，就是是一个更为复杂的非线性问题。传统线性理论无法具有某种意义下的自相似或标度不变性的几何形体对它进行准确的、定量的描述。分形理论作为一种的总称。定量描述杂乱无规的自然形态的非线性数学工具，分形理论的两个最基本特性是自相似性和分形为分析材料中不规则几何现象提供了新的思路和方维数。自相似性指的是局部和整体具有相似的性法，并已广泛应用于钢筋混凝土等一系列存在大量质，一般把具有这种相似性的区间段称为无标度区间，即在此区间内，客观对象不具有特征长