一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法技术

本发明专利技术涉及土木工程技术领域，且公开了一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法，考虑了玻璃粉掺量水平以及最大应力水平等级对混凝土疲劳损伤的影响，具有表达式简洁，易于使用，精度高等特点。在后续使用过程中，只需测量玻璃粉混凝土在受压疲劳荷载作用下的循环次数N

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法


[0001]本专利技术涉及土木工程
，具体为一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着玻璃制造业的飞速发展，我国每年所产生的废玻璃已达到2000万吨，但回收量仅有980万吨，废玻璃的回收率不足50％。作为一种不可降解材料，废玻璃的堆积不仅会占用大量的垃圾填埋空间，玻璃中的重金属物质还会污染土地资源，不利于生物多样性。因此，如何对废玻璃进行高效地回收利用也变得尤为重要。其中，将废玻璃破碎并碾磨成适当粒径的粉末状后，可以充当辅助胶凝材料应用至建筑材料中。这不仅能降低环境成本、减缓垃圾填埋空间的紧缺，还能提高混凝土生产效益，有效改善混合物中的工作性能。
[0003]另外，在现实生活中，许多钢筋混凝土结构也面临着往复循环荷载的作用，并可能在低于自身静载强度的情况下发生疲劳失效破坏。混凝土的疲劳破坏属于脆性破坏，破坏时没有明显的塑性变形，破坏较突然。并且，在一定的循环次数下，即使混凝土构件没有发生疲劳失效，疲劳荷载作用也会改变其静力性能。因此，现阶段人们对混凝土的疲劳性能也越来越重视。
[0004]目前关于玻璃粉混凝土单向受压循环的研究领域仍属空白。未来若将玻璃粉混凝土应用至实际结构中，则不可避免会遭遇疲劳荷载作用。并且，研究一定循环次数下玻璃粉混凝土的疲劳损伤也有利于后续的疲劳性能分析，可为工程设计提供实际意义的指导，为此我们提出了一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法，解决了上述的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现上述所述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法，包括以下步骤：
[0009]第一步：获取玻璃粉混凝土在一定范围应力水平内疲劳荷载作用下的若干个峰值应变ε
max,i
、谷值应变ε
min,i
以及每个峰谷值应变所对应的疲劳荷载循环次数N
i
,所述峰值应变所对应的应力为σ
max,i
，谷值应变所对应的应力为σ
min,i
，疲劳荷载循环次数的最大值为N
f
；
[0010]第二步：将峰值应变ε
max,i
、谷值应变ε
min,i
、峰值应力σ
max,i
、谷值应力σ
min,i
代入计算公式一中可得循环次数N
i
下玻璃粉混凝土的疲劳模量E
i
；
[0011]第三步：将疲劳模量E
i
带入到计算公式二，可得出疲劳损伤值D
i
；
[0012]第四步：疲劳荷载循环次数N
i
以及第N
i
个循环次数下所对应的疲劳损伤D
i
可用下
式表示：
[0013][0014]D
i
为第N
i
个循环次数所对应的疲劳损伤值，D
c
为疲劳临界损伤值，A为玻璃粉掺量水平(％)，B为比例参数,s
max
为所施加的最大应力水平等级，N
i
为疲劳荷载作用下的循环次数，k为D
i
‑
N
i
/N
f
曲线的拟合参数。
[0015]优选的，所述第一步中玻璃粉混凝土中玻璃粉掺量为10％，20％，30％；
[0016]应力水平大于等于0.10，且小于1.0；
[0017]疲劳荷载为单向压缩疲劳荷载。
[0018]优选的，第二步中的计算公式一为：
[0019][0020]σ
max,i
为疲劳荷载循环次数N
i
所对应的峰值应力，σ
min,i
为疲劳荷载循环次数N
i
所对应的谷值应力，ε
max,i
为疲劳荷载循环次数N
i
所对应的峰值应变，ε
min,i
为疲劳荷载循环次数N
i
所对应的谷值应变。
[0021]优选的，第三步中的计算公式二为：
[0022][0023]E
i
为疲劳荷载循环次数N
i
所对应的疲劳模量值，E0为初始疲劳模量值。
[0024]优选的，第四步中拟合参数k由以下公式得出：
[0025]D
i
＝
c
(N
i
/N
f
)
k
；
[0026]D
i
为第N
i
个循环次数所对应的疲劳损伤值，D
c
为第N
f
个循环次数所对应的疲劳损伤值，N
i
为疲劳荷载作用下的循环次数，k为拟合参数。
[0027](三)有益效果
[0028]与现有技术相比，本专利技术提供了一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法，具备以下有益效果：
[0029]1、该玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法，考虑了玻璃粉掺量水平以及最大应力水平等级对混凝土疲劳损伤的影响，具有表达式简洁，易于使用，精度高等特点。在后续使用过程中，只需测量玻璃粉混凝土在受压疲劳荷载作用下的循环次数N
i
便可得知此循环次数下的疲劳损伤值D
i
，可以大大减轻试验工作量，可为实际工程提供科学性指导。
附图说明
[0030]图1是10％玻璃粉混凝土在0.70
‑
0.85应力水平等级下的疲劳损伤演变模型图；
[0031]图2是20％玻璃粉混凝土在0.70
‑
0.85应力水平等级下的疲劳损伤演变模型图；
[0032]图3是30％玻璃粉混凝土在0.70
‑
0.85应力水平等级下的疲劳损伤演变模型图；
[0033]图4是10％玻璃粉混凝土在0.80应力水平等级下峰值应变的演化结果与试验值的对比图；
[0034]图5是20％玻璃粉混凝土在0.80应力水平等级下峰值应变的演化结果与试验值的对比图；
[0035]图6是30％玻璃粉混凝土在0.80应力水平等级下峰值应变的演化结果与试验值的
对比图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]请参阅图1
‑
6，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：获取玻璃粉混凝土在一定范围应力水平内疲劳荷载作用下的若干个峰值应变ε
max，i
、谷值应变ε
min，i
以及每个峰谷值应变所对应的疲劳荷载循环次数N
i
，所述峰值应变所对应的应力为σ
max，i
，谷值应变所对应的应力为σ
min，i
，疲劳荷载循环次数的最大值为N
f
；第二步：将峰值应变ε
max，i
、谷值应变ε
min，i
、峰值应力σ
max，i
、谷值应力σ
min，i
代入计算公式一中可得循环次数N
i
下玻璃粉混凝土的疲劳模量E
i
；第三步：将疲劳模量E
i
带入到计算公式二，可得出疲劳损伤值D
i
；第四步：疲劳荷载循环次数N
i
以及第N
i
个循环次数下所对应的疲劳损伤D
i
可用下式表示：D
i
为第N
i
个循环次数所对应的疲劳损伤值，D
c
为疲劳临界损伤值，A为玻璃粉掺量水平(％)，B为比例参数，s
max
为所施加的最大应力水平等级，N
i
为疲劳荷载作用下的循环次数，k为D
i
‑
N
i
/N
f
曲线的拟合参数。2.根据权利要求1所述的一种玻璃粉混凝土疲劳损伤演变模型的计算方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：任凤鸣，叶耀鸿，莫金旭，冯伟光，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：