多基复合管用混凝土开裂现象的数值模拟研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2015年第10期(总第312期)混凝土理论研究Number10in2015(TotalNo．312)THEORETICALRESEARCHConcretedoi：10．3969／j．issn．1002—3550．2015．10．006多基复合管用混凝土开裂现象的数值模拟研究曹源，郑立霞，张小玉，黎洪光，陈鹏(1．重庆水利电力职业技术学院，重庆402106；2．武汉理工大学理学院，湖北武汉430070)摘要：为避免混凝土开裂和变形过大造成多基复合管的混凝土层和外层预

2、应力玻璃钢及内树脂层脱黏，影响其吊装和正常使用，应用ANSYS对多基复合管在吊装及使用过程中混凝土的开裂现象进行了数值模拟研究，发现所用特定配合比下的混凝土在吊装过程中不会发生因其开裂而导致的管道破坏，在使用过程中其开裂极限外压为315t／m，开裂极限内水压为1．3MPa。从而克服了试验的局限性，节省了大量的人力、物力和时间，为多基复合管的吊装及使用提供可靠的参考依据。关键词：多基复合管；混凝土；开裂；数值模拟中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2015)10—00

3、22—04Studyofnumericalsimulationonconcretecrackingphenomenonofmulti—matrixcompositepipeCAOYuan，ZHENGLJxia，ZHANGXiaoyu，LIHongguang，CHENPeng(i．ChongqingHydropowerVocationalandTechnicalCollege，Chongqing402106，China2．CollegeofScience，WuhanUniversityofTechnol

4、ogy，Wuhan430070，China)Abstract：Inordertoavoiddebondingamongconcretelayer，outerfiberglasslayerandtheinnerresinlayerofmulti—matrixcompositepipeduetocrackingandexcessivedeformationofconcretelayer，affectingitsliftingandnormaluse．Basedonnumericalsimulationof

5、crackingonconcreteofmulti～matrixcompositepipeintheprocessofliftingandusingbyANSYS，foundthatcrackingofconcretedoesnotoccurintheprocessoflifting，butpipelinedamagesduetoconcretecrackinginthecourseofuse，theouterlimitspressureofitscrackingis315t／m，theinnerli

6、mitspressureofitscrackingis1．3MPa．Itovercomesthelimitationsofthetests，savingalotofman—power，materialsandtime，andprovidingareferencebasisforliftingandusingofmulti—matrixcompositepipe．Keywords：multi—matrixcompositepipe；concrete；cracking；numericalsimulatio

7、n用过程中混凝土的开裂现象进行了数值模拟研究。从而克服了试验的局限性，节省了大量的人力、物力和时问，而且目前用于土木工程的材料中，混凝土仍占据主导地为多基复合管的吊装及使用提供了可靠的参考依据。位。混凝土结构由于原材料性能、施工工艺、使用环境等诸1数值模拟中用到的单元类型多因素的影响不可避免会产生裂缝，以致于常常带缝工作⋯。而裂缝尤其是宏观裂缝(指宽度在0．05mm以上，本研究对多基复合管的数值模拟共选用了丽种单元，肉眼可以看到的)是混凝土结构承载能力、耐久性及抗渗管芯混凝土采用SOLID65单元，内

8、层树脂及外层预应透性降低的主要原因之一。所以研究开裂对混凝土结构，力玻璃纤维(简称FRP)均采用SHELL181单元，对所采尤其是用于水工构筑物和建筑物的混凝土有着重要的意用的单元做如下简要介绍：义。现有文献和资料对混凝土开裂的试验研究比较常(1)混凝土SOLID65单元见，但数值模拟研究比较少。而对新型多基复合材料SOLID65单元是ANSYS中专为抗压能力远大于抗管来讲，混凝土开裂将造成其混凝土层和预应力玻璃钢层拉能力诸如混凝土、岩石等非均匀材料开发