混凝土抗压疲劳寿命概率模型试验研究

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1、第１２卷第１期长沙理工大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．１２Ｎｏ．１２０１５年３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｍａｒ．２０１５文章编号：１６７２－９３３１（２０１５）０１－００４２－０７混凝土抗压疲劳寿命概率模型试验研究刘扬１，２，杨琴１，２，邓扬１，２（１．长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙４１０００４；２．长沙理工大学桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室，湖南长沙４１０００４）摘要：对２７个强度为Ｃ３０、尺寸为１５０ｍｍ×

2、１５０ｍｍ×３００ｍｍ的混凝土棱柱体试件进行了疲劳寿命试验，推导了利用小样本数据对对数正态分布和三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布进行参数估计的方法。基于试验数据，利用相关系数优化法，分别用对数正态分布和三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布对混凝土疲劳寿命的概率模型进行拟合，回归得到其分布参数，从而确定了Ｃ３０混凝土疲劳寿命概率模型。运用得到的混凝土疲劳寿命模型对算例进行了疲劳可靠度的计算。拟合的结果表明，混凝土疲劳寿命基于这两种概率分布模型都拟合较好，但三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布拟合精度更高。对混凝土疲劳损伤的研究表明，混凝土结构疲劳累积损伤所对应的

3、可靠度随加载周期大致呈现二次抛物线下降的趋势，混凝土结构的疲劳损伤随着加载周期的增加而发展得越来越迅速。关键词：对数正态分布；三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布；相关系数优化法；疲劳损伤；疲劳可靠度中图分类号：ＴＵ３７５文献标识码：ＡＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅ１，２，ＹＡＮＧＱｉｎ１，２，ＤＥＮＧＹａｎｇ１，２ＬＩＵＹａｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖ

4、ｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００４，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＳａｆｅｔｙＣｏｎｔｒｏｌｏｆＢｒｉｄｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎａｎｄＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００４Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｔｅｓｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏ２７ｃｏｎｃｒｅｔｅｐｒｉｓｍｓｐｅｃｉｍｅｎｗｈｏｓｅｓｔ

5、ｒｅｎｇｔｈｗｅｒｅＣ３０，ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｕｓｉｎｇｓｍａｌｌｓａｍｐｌｅｄａｔａｆｏｒｌｏｇｎｏｒｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕ－ｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｅｐａｒａｍｅｔｅｒＷｅｉｂｕｌｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗａｓｄｅｄｕｃｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａ，ｃｏｍ－ｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｍｏｄｅｌｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｆａ－ｔｉｇｕｅｌｉｆｅｗｅｒｅｆｉｔｔｅｄｂｙｌｏｇｎｏｒ

6、ｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｅｐａｒａｍｅｔｅｒＷｅｉｂｕｌｌｄｉｓｔｒｉｂｕ－ｔｉｏｎ，ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｍｏｄｅｌｓｏｆＣ３０ｃｏｎｃｒｅｔｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｆｉｔｔｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａ－ｒａｍｅｔｅｒｓ，ｆａｔｉｇｕｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆａｎｅｘａｍｐｌｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｏｓｅｃｏｎｃｒｅｔｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｍｏｄ－ｅｌｓ．Ｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｂａｓｅｄ

7、ｏｎｔｈｅｔｗｏｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｉｓ－ｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓａｒｅｂｏｔｈｗｅｌｌｆｉｔｔｅｄ，ｂｕｔｔｈｅｔｈｒｅｅｐａｒａｍｅｔｅｒＷｅｉｂｕｌｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｈａｓｈｉｇｈ－ｅｒｆｉｔｔｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｏｆｒｅｐｅａｔｅｄｄａｍａｇｅｃａｕｓｅｄｂｙｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆａｔｉｇｕｅ，ｉｎａｎｉｎｖｅｒｓｅｒａｔｉｏｔｏｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｐｅｒｉｏｄ，收稿日期：２０１４

8、－１１－２５基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１３７８０８１，５１３０８０７３）；长沙理工大学桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室开放基金资助项目作者简介：刘扬（１９７３－），男，湖南华容人，长沙理工大学教授，博士生导师，主要从事大跨度桥梁可靠度方面的研