【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種微膠囊自修復(fù)材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線的預(yù)測(cè)方法
[0001]本專(zhuān)利技術(shù)涉及隧道與地下工程材料
，尤其涉及一種微膠囊自修復(fù)材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線的預(yù)測(cè)方法及裝置。
技術(shù)介紹
[0002]隨著現(xiàn)代社會(huì)向智能化的發(fā)展，被動(dòng)模式下的后期維護(hù)和定期維護(hù)已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代多功能智能建筑對(duì)混凝土材料的要求。受到生物領(lǐng)域自我修復(fù)現(xiàn)象的啟發(fā)，材料科學(xué)家試圖生產(chǎn)一種可以自動(dòng)修復(fù)損傷的人造自修復(fù)材料。在這些人造自修復(fù)材料中，具有自修復(fù)功能的膠結(jié)復(fù)合材料成為建筑材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，具有廣闊的應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值。
[0003]仿生自修復(fù)混凝土基于生物組織自修復(fù)機(jī)制的概念，即在傷口部位自動(dòng)分泌某些物質(zhì)后傷口即可修復(fù)特性?；诖死砟?，將含有修復(fù)劑的膠囊或玻璃管特殊成分摻入混凝土的常規(guī)成分中，從而在混凝土內(nèi)部形成智能的自修復(fù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。當(dāng)混凝土材料破裂時(shí)，擴(kuò)展的微裂縫會(huì)迫使玻璃管或膠囊載體破裂，從而導(dǎo)致修補(bǔ)劑從載體中流出并在毛細(xì)作用力或重力作用下滲透到裂縫中，進(jìn)而在固化劑和催化劑的作用下，擴(kuò)展的微裂紋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以粘貼微裂紋表面，在防止微裂紋生長(zhǎng)的同時(shí)恢復(fù)甚至改善材料的剛度，斷裂韌性和強(qiáng)度等特性。封裝修復(fù)劑的包裝技術(shù)主要有兩種，分別是微膠囊法和玻璃纖維管。與含玻璃纖維管的自修復(fù)混凝土相比，含微膠囊的自修復(fù)混凝土具有很多優(yōu)點(diǎn)：材料加工相對(duì)容易，并且在許多情況下，微膠囊可以直接與混凝土混合物混合，這使得混凝土中的微膠囊分布更均勻，它們更有可能修復(fù)更多的微裂縫；同時(shí)，當(dāng)膠囊破裂時(shí)，球形微膠囊可以具有更好的修復(fù)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】 【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
1.一種微膠囊自修復(fù)材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括：判斷自修復(fù)混凝土材料中是否含有微膠囊；若否，則所述自修復(fù)混凝土材料為常規(guī)混凝土材料，計(jì)算三維條件下受拉伸荷載常規(guī)混凝土材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線；若是，則判斷所述自修復(fù)混凝土材料中微膠囊所含愈合劑固化后被修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度荷載，若所述修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度荷載大于等于不含微膠囊的自修復(fù)混凝土材料中微裂紋的原始斷裂荷載，則所述自修復(fù)混凝土材料為含強(qiáng)愈合劑微膠囊自修復(fù)混凝土材料，計(jì)算三維條件下受拉伸荷載含強(qiáng)愈合劑微膠囊自修復(fù)混凝土材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線；若所述修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度荷載小于不含微膠囊的自修復(fù)混凝土材料中微裂紋的原始斷裂荷載，則所述自修復(fù)混凝土材料為含弱愈合劑微膠囊自修復(fù)混凝土材料，計(jì)算三維條件下受拉伸荷載含弱愈合劑微膠囊自修復(fù)混凝土材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊自修復(fù)材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，計(jì)算三維條件下受拉伸荷載常規(guī)混凝土材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線的公式為：線彈性階段：非線性強(qiáng)化階段：應(yīng)力跌落階段：應(yīng)變軟化階段：
其中，ε表示混凝土試樣的應(yīng)變，σ表示混凝土試樣的應(yīng)力，ν表示混凝土試樣的泊松比，n
c
表示微裂紋空間分布密度，E表示混凝土的初始彈性模量，a0表示微裂紋初始半徑，a
u
表示微裂紋擴(kuò)展后半徑，K
ICC
表示混凝土基材的斷裂韌度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊自修復(fù)材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，若所述修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度荷載大于等于不含微膠囊的自修復(fù)混凝土材料中微裂紋的原始斷裂荷載，則所述自修復(fù)混凝土材料為含強(qiáng)愈合劑微膠囊自修復(fù)混凝土材料；若所述修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度荷載小于不含微膠囊的自修復(fù)混凝材料土中微裂紋的原始斷裂荷載，則所述自修復(fù)混凝土材料為含弱愈合劑微膠囊自修復(fù)混凝土材料，包括：若則所述修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度荷載大于等于不含微膠囊的自修復(fù)混凝土材料中微裂紋的原始斷裂荷載，所述自修復(fù)混凝土材料為含強(qiáng)愈合劑微膠囊自修復(fù)混凝土材料，其中，σ
cc
表示不含微膠囊的自修復(fù)混凝土材料中微裂紋的原始斷裂荷載，K
ICC
表示未修復(fù)的微裂紋斷裂韌度，θ
h1
表示未修復(fù)與修復(fù)的微裂紋交界處的空間傾角，α
u
表示經(jīng)歷第一次擴(kuò)展后的微裂紋的半徑，σ
hc
表示自修復(fù)混凝土材料中微膠囊所含愈合劑固化后被修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度荷載，K
hIC
表示自修復(fù)混凝土材料中微膠囊所含愈合劑固化后被修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度，α
h
表示自修復(fù)混凝土材料中微膠囊所含愈合劑固化后修復(fù)的微裂紋的半徑；若則所述修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度荷載小于不含微膠囊的自修復(fù)混凝土材料中微裂紋的原始斷裂荷載，所述自修復(fù)混凝土材料為含弱愈合劑微膠囊自修復(fù)混凝土材料，其中，σ
cc
表示不含微膠囊的自修復(fù)混凝土材料中微裂紋的原始斷裂荷載，K
ICC
表示未修復(fù)的微裂紋斷裂韌度，θ
h1
表示未修復(fù)與修復(fù)的微裂紋交界處的空間傾角，α
u
表示經(jīng)歷第一次擴(kuò)展后的微裂紋的半徑，σ
hc
表示自修復(fù)混凝土材料中微膠囊所含愈合劑固化后被修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度荷載，K
hIC
表示自修復(fù)混凝土材料中微膠囊所含愈合劑固化后被修復(fù)的微裂紋表面斷裂韌度，α
h
表示自修復(fù)混凝土材料中微膠囊所含愈合劑固化后修復(fù)的微裂紋的半徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊自修復(fù)材料全應(yīng)力
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應(yīng)變曲線的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，計(jì)算三維條件下受拉伸荷載含強(qiáng)愈合劑微膠囊自修復(fù)混凝土材料全應(yīng)力
?
應(yīng)變曲線的公式為：線彈性階段：
非線性階段：應(yīng)力跌落階段：應(yīng)變軟化階段：
其中，其中，ε表示混凝土試樣的應(yīng)變，σ表示混凝土試樣的應(yīng)力，ν表示混凝土試樣的泊松比，n
c
表示微裂紋空間分布密度，E表示混凝土的初始彈性模量，a0表示微裂紋初始半徑，a
u
表示微裂紋擴(kuò)展后半徑，K
技術(shù)研發(fā)人員：孔恒，郭飛，韓凱航，張麗麗，姜瑜，魯赟，高勝雷，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京高新市政工程科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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