预应力活性粉末混凝土道面板的疲劳损伤试验研究及有限元分析

为了研究疲劳荷载对预应力活性粉末混凝土道面板损伤性能的影响,设计4块尺寸为5 m×2.5 m×0.12 m的试件进行试验。试验采用的应力比为0.3,试件经200万次加载后未疲劳破坏。并利用有限元软件Ansys Workbench与疲劳分析软件Ncode Designlife对试件进行了仿真模拟,研究应力水平与损伤之间的关系。结果表明:RPC道面板的损伤主要集中于前20万次的加载过程,且受拉区的损伤要大于受压区,受拉区的跨中位置为疲劳破坏的薄弱位置;预应力对于试件损伤的减少,主要是减少了20万次后加载过程产生的损伤,使得相同等级的RPC平均疲劳寿命提高1.3～1.8倍,破坏时的损伤值减少25%～40%;取0.5作为作为变形模量的极限值,经回归分析提出变形模量的计算表达式;应力水平0.7可作为损伤的拐点,小于0.7时损伤值增长缓慢,疲劳寿命超过200万次,0.7及以上时损伤值成数十倍甚至上百倍增长,疲劳寿命显著下降。