《结构模型破坏试验》PPT课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
是目前国内外普遍采用的一种试验方法。 它认为由于某种原因超过了设计荷载一定 程度后, 致使结构物及地基遭到破坏。拱坝 的破坏试验为例，采用这种方法进行的破 坏试验,主要特点是坝体与地基岩体的容重 及其力学参数均保持不变的条件下, 在正常 运行水荷载的基础上, 逐渐增大上游面的水 容重γm或逐步提高上游库水位,直至坝体或 基岩破坏失稳为止。
KK1•K2
精选课件ppt
13
变温相似材料
+ 综合法
精选课件ppt
14
六、相似材料
上一点我们提到了高帅富材料—变温相似材 料。
其实，严格地说几乎所有的材料都可以作 为破坏试验的模型材料，常用的相似材料 有微粒混凝土、水据浮石混合材料、石膏 复合材料等。
目前国内最常用的是石膏混合材料。上几 节课已经讨论，不再赘述。
在达到K 1 时，结构开始出现裂纹，由于荷 载仍可继增加，故不易从荷载变化来判断。
精选课件ppt
17
我们从应变和位移的变化规律来进行分析： 当结构开始出现裂纹时，其附近的应变片 的应变值会产生突变，如图所示：
图：出现裂缝时附近电阻应变片应变变化曲线
精选课件ppt
18
第②种情况说明裂纹穿过应变片中间A 点为 开始破裂点。
精选课件ppt
15
七、模型加载
破坏模型的加载设备与线弹性模型试验相 同.也可采用油压干斤顶系统、杠杆或堆载 等.
精选课件ppt
16
八、模型破坏阶段的判别
对脆性模型材料而言，结构按其破坏阶段 可分为裂纹出现(K1) 和最终破坏(K2)两种情 况。对后一种情况比较较易判别，即荷载 已不能再继续增加，而同时位移又突然大 量增低，这说明结构已完全丧失承载能力， 即结构已最终破坏。
第①种情况说明裂纹发生在应变片附近， 此时对该应变片而言有如应力释放.即应变 值向相反方向突变，因此B 点可视为开始破 裂点。
精选课件ppt
19
B后可以认为结构已破坏。 A-B 段为结构开裂阶段 OA 段为结构常工作阶段
图：荷载位移变化曲线图
（1）模型与原型各部分应始终保持几何相 似（Cε=1）。
（2）模型与原型的材料强度完全相似 σcm/σcp=σtm/σtp=τm/τp=Cσ
（3）模型和原型的材料的应力应变关系全 过程相似。
精选课件ppt
7
五、结构模型破坏试验方法
1. 超载法 2. 强度储备法 3. 综合法
精选课件ppt
8
1.超载法
结构模型破坏试验
精选课件ppt
1
一览
与线弹性模型试验的关系 破坏试验的目的
☞结构的安全度
破坏试验的相似要求 试验方法 相似材料 模型加载 模型破坏阶段的判别 破坏形态的观察与描述 动力模型破坏试验一瞥
精选课件ppt
2
一、与线弹性模型试验的关系
结构模型破坏试验，模型加载不限于弹性 范围内，而将荷载继续加至结构模型破坏， 即丧失承载能力为止。
强储法考虑了正常荷载, 但念及可能的超载因素影 响, 这也是本法的不足之处 。
精选课件ppt
12
综合法——超载与强度储备法相结合
前述两种方法是各自从单一因素考 虑去进行破坏试验，均有其不足之处。 因此，将两种可能出现的因素综合起 来进行试验，必然更为全面。
由两种因素分别求得超载系数K1 及强 度储备系数K2 ，最后由下式求得综合 安全系数K。
基岩体坚硬完整, 又无软弱结构存在, 采 用超载法进行破坏试验是可行。
精选课件ppt
9
2.强度储备法
当作为在结构物上的外荷载超过设计荷 载的比例一般是较小时，比较可能的情况 是：（1）由于混凝土所采用的原材料未严 格按设计要求选用，加之施工质量不好等 原因，致使凝土标号低于设计标号， 在水 的浸蚀等因素影响下， 导致强度进一步降 低；（2）岩体内的软弱结构面或软岩层的 强度，在工程投入运行后，随着时间推移， 其强度会不断降低，一般是难以避免的。 基于以上两点，便可能导致坝体结构破坏 或失稳。
即所谓破坏机理。是为了找出结构的薄弱 部位，以便加以增强和改进。 所以，为选择和确定设计方案，特别是采 用新的设计方案或新的建筑材料时，进行 结构破坏试验具有重要意义。
精选课件ppt
4
三、结构的安全度
结构的安全度，即安全系数——结构破坏时的 外荷载与设计荷载之比。
K Pf Pd
结构破坏时的外荷载 设计荷载
精选课件ppt
11
它不仅考虑了坝体受正常水荷载的作用，更主要 的是考虑了材料强度降低影响这一不可忽视的因， 它是在超载法基础上发展起来的一种方法。
但是, 要在同一模型上实现不断降低材料强度直 至破坏的全过程， 更加困难。主要是是模型材料 不好解决， 若要进行这种试验, 则要改变一次力 学参数，相应地作一个模型，这就要作多个模型 才能得出强度储备系数值，工作量太大， 难以满 足工程进度要求， 这也正是当前国内外一般仍采 用超载法的根本原因之一。当当当，变温相似材 料系列出炉。
精选课件ppt
10
由模型材料的设计强度和模型破坏时的实 际强度比值即可求得强度储备系数K， 用以 评定工程的安全性。在模型试验中，材料 强度常以c、φ值控制，但因原型c 值一般较 小,故模型c值将更小，一股忽略不计，虑, 故一般只计tanφ=f的影响，用强度降低前 后的摩擦系数值的比得到K 。
以拱坝为例，这种方法，是在保持坝体 或坝基岩体自重及正常水荷载作用不变的 情况下，引用强度储备的概念，不断降低 材料的强度到最低，直至破坏为止。
精选课件ppt
5
根据相似理论，有
→
→ →
Cp CCl2
模
模型荷载 原型荷载
Pm Pp
Cp
CCl2
型 破 坏 荷 载
Pmd
荷 载模
PpdCCl
原
2
带入K关系式K
Pmf PpdCCl
2
型
型
设
设
计
计
荷
精选课件ppt
6
载
四、破坏试验的相似要求
破坏试验除了应满足线弹性模型试验相似 要求外还应满足以下几方面的相似要求：
线弹性模型试验是研究结构在材料的线弹 性范围内的力学行为，而破坏模型试验则 研究结构在超过材料线弹性范围、特别是 在破坏阶段的力学行为。
因此，在某种意义上可以说线弹性模型试 验是破坏模型试验的开始阶段。
精选课件ppt
3
百度文库 二、破坏试验的目的
1. 研究结构本身的承载能力； 2. 研究结构的破坏形态及其发生和发展过程，
KK1•K2
精选课件ppt
13
变温相似材料
+ 综合法
精选课件ppt
14
六、相似材料
上一点我们提到了高帅富材料—变温相似材 料。
其实，严格地说几乎所有的材料都可以作 为破坏试验的模型材料，常用的相似材料 有微粒混凝土、水据浮石混合材料、石膏 复合材料等。
目前国内最常用的是石膏混合材料。上几 节课已经讨论，不再赘述。
在达到K 1 时，结构开始出现裂纹，由于荷 载仍可继增加，故不易从荷载变化来判断。
精选课件ppt
17
我们从应变和位移的变化规律来进行分析： 当结构开始出现裂纹时，其附近的应变片 的应变值会产生突变，如图所示：
图：出现裂缝时附近电阻应变片应变变化曲线
精选课件ppt
18
第②种情况说明裂纹穿过应变片中间A 点为 开始破裂点。
精选课件ppt
15
七、模型加载
破坏模型的加载设备与线弹性模型试验相 同.也可采用油压干斤顶系统、杠杆或堆载 等.
精选课件ppt
16
八、模型破坏阶段的判别
对脆性模型材料而言，结构按其破坏阶段 可分为裂纹出现(K1) 和最终破坏(K2)两种情 况。对后一种情况比较较易判别，即荷载 已不能再继续增加，而同时位移又突然大 量增低，这说明结构已完全丧失承载能力， 即结构已最终破坏。
第①种情况说明裂纹发生在应变片附近， 此时对该应变片而言有如应力释放.即应变 值向相反方向突变，因此B 点可视为开始破 裂点。
精选课件ppt
19
B后可以认为结构已破坏。 A-B 段为结构开裂阶段 OA 段为结构常工作阶段
图：荷载位移变化曲线图
（1）模型与原型各部分应始终保持几何相 似（Cε=1）。
（2）模型与原型的材料强度完全相似 σcm/σcp=σtm/σtp=τm/τp=Cσ
（3）模型和原型的材料的应力应变关系全 过程相似。
精选课件ppt
7
五、结构模型破坏试验方法
1. 超载法 2. 强度储备法 3. 综合法
精选课件ppt
8
1.超载法
结构模型破坏试验
精选课件ppt
1
一览
与线弹性模型试验的关系 破坏试验的目的
☞结构的安全度
破坏试验的相似要求 试验方法 相似材料 模型加载 模型破坏阶段的判别 破坏形态的观察与描述 动力模型破坏试验一瞥
精选课件ppt
2
一、与线弹性模型试验的关系
结构模型破坏试验，模型加载不限于弹性 范围内，而将荷载继续加至结构模型破坏， 即丧失承载能力为止。
强储法考虑了正常荷载, 但念及可能的超载因素影 响, 这也是本法的不足之处 。
精选课件ppt
12
综合法——超载与强度储备法相结合
前述两种方法是各自从单一因素考 虑去进行破坏试验，均有其不足之处。 因此，将两种可能出现的因素综合起 来进行试验，必然更为全面。
由两种因素分别求得超载系数K1 及强 度储备系数K2 ，最后由下式求得综合 安全系数K。
基岩体坚硬完整, 又无软弱结构存在, 采 用超载法进行破坏试验是可行。
精选课件ppt
9
2.强度储备法
当作为在结构物上的外荷载超过设计荷 载的比例一般是较小时，比较可能的情况 是：（1）由于混凝土所采用的原材料未严 格按设计要求选用，加之施工质量不好等 原因，致使凝土标号低于设计标号， 在水 的浸蚀等因素影响下， 导致强度进一步降 低；（2）岩体内的软弱结构面或软岩层的 强度，在工程投入运行后，随着时间推移， 其强度会不断降低，一般是难以避免的。 基于以上两点，便可能导致坝体结构破坏 或失稳。
即所谓破坏机理。是为了找出结构的薄弱 部位，以便加以增强和改进。 所以，为选择和确定设计方案，特别是采 用新的设计方案或新的建筑材料时，进行 结构破坏试验具有重要意义。
精选课件ppt
4
三、结构的安全度
结构的安全度，即安全系数——结构破坏时的 外荷载与设计荷载之比。
K Pf Pd
结构破坏时的外荷载 设计荷载
精选课件ppt
11
它不仅考虑了坝体受正常水荷载的作用，更主要 的是考虑了材料强度降低影响这一不可忽视的因， 它是在超载法基础上发展起来的一种方法。
但是, 要在同一模型上实现不断降低材料强度直 至破坏的全过程， 更加困难。主要是是模型材料 不好解决， 若要进行这种试验, 则要改变一次力 学参数，相应地作一个模型，这就要作多个模型 才能得出强度储备系数值，工作量太大， 难以满 足工程进度要求， 这也正是当前国内外一般仍采 用超载法的根本原因之一。当当当，变温相似材 料系列出炉。
精选课件ppt
10
由模型材料的设计强度和模型破坏时的实 际强度比值即可求得强度储备系数K， 用以 评定工程的安全性。在模型试验中，材料 强度常以c、φ值控制，但因原型c 值一般较 小,故模型c值将更小，一股忽略不计，虑, 故一般只计tanφ=f的影响，用强度降低前 后的摩擦系数值的比得到K 。
以拱坝为例，这种方法，是在保持坝体 或坝基岩体自重及正常水荷载作用不变的 情况下，引用强度储备的概念，不断降低 材料的强度到最低，直至破坏为止。
精选课件ppt
5
根据相似理论，有
→
→ →
Cp CCl2
模
模型荷载 原型荷载
Pm Pp
Cp
CCl2
型 破 坏 荷 载
Pmd
荷 载模
PpdCCl
原
2
带入K关系式K
Pmf PpdCCl
2
型
型
设
设
计
计
荷
精选课件ppt
6
载
四、破坏试验的相似要求
破坏试验除了应满足线弹性模型试验相似 要求外还应满足以下几方面的相似要求：
线弹性模型试验是研究结构在材料的线弹 性范围内的力学行为，而破坏模型试验则 研究结构在超过材料线弹性范围、特别是 在破坏阶段的力学行为。
因此，在某种意义上可以说线弹性模型试 验是破坏模型试验的开始阶段。
精选课件ppt
3
百度文库 二、破坏试验的目的
1. 研究结构本身的承载能力； 2. 研究结构的破坏形态及其发生和发展过程，