基于進(jìn)化算法的三點(diǎn)彎曲梁混凝土軟化本構(gòu)關(guān)系研究.pdf

1、本文根據(jù)國家自然科學(xué)基金(50409005)項(xiàng)目中三峽大壩混凝土基本力學(xué)性能試驗(yàn)及斷裂性能試驗(yàn)資料：混凝土三點(diǎn)彎曲切口梁斷裂試驗(yàn)的荷載-裂縫口張開位移(P-CMOD)試驗(yàn)曲線，建立基于簡便的三點(diǎn)彎曲切口梁斷裂試驗(yàn)確定混凝土軟化曲線的逆分析求解過程。該方法基于虛擬裂紋模型，假定混凝土張拉軟化關(guān)系為三線性，采用有限單元法，創(chuàng)新性地引入進(jìn)化算法，使模擬的P-CMOD曲線與三點(diǎn)彎曲切口梁斷裂試驗(yàn)獲得的試驗(yàn)曲線吻合來確定相應(yīng)的斷裂參數(shù)。同時(shí)開發(fā)改

2、進(jìn)相應(yīng)的逆分析計(jì)算程序，其優(yōu)勢在于高效、精確以及簡便的可視化操作界面。
　　 分析逆推獲得的大壩及其濕篩混凝土軟化曲線得出結(jié)論如下：
　　 (1)比較基于斷裂功方法和逆分析方法確定的混凝土斷裂能結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩者吻合較好。
　　 (2)研究試件尺寸對混凝土斷裂參數(shù)(GF、wc、ft)的影響得出如下結(jié)論：①逆分析獲得的混凝土斷裂能GF存在尺寸效應(yīng)，即GF隨著梁高的增加而增加，之后趨于穩(wěn)定。②對于小骨料試件組，逆分析獲得

3、的最大粘聚裂紋寬度wc存在尺寸效應(yīng)，即wc隨著梁高的增加而增加，之后不再增加。而對于大骨料試件組，該尺寸效應(yīng)不明顯③逆分析獲得的抗拉強(qiáng)度ft幾乎不存在尺寸效應(yīng)。對于小骨料試件，抗拉強(qiáng)度ft隨著梁高變化有遞減趨勢；而從本研究的試驗(yàn)結(jié)果來看，大骨料試件組的抗拉強(qiáng)度ft趨于定值。
　　 (3)隨著混凝土最大骨料粒徑的增大，斷裂能GF和抗拉強(qiáng)度ft均表現(xiàn)出先增大后下降的趨勢。而最大粘聚裂紋寬度wc隨著骨料粒徑的增大逐漸增大，未出現(xiàn)下降的

4、現(xiàn)象。
　　 (4)混凝土的抗拉強(qiáng)度ft隨混凝土抗壓強(qiáng)度fc的增大而略有降低；混凝土抗壓強(qiáng)度fc從32.1MPa增大到38.6MPa時(shí)，斷裂能GF下降，而抗壓強(qiáng)度fc從38.6MPa增大到55.4MPa時(shí)，斷裂能GF趨于平穩(wěn)。
　　 (5)全級配大壩混凝土試件的抗拉強(qiáng)度ft都小于對應(yīng)的濕篩混凝土的抗拉強(qiáng)度ft，且隨試件尺寸的增大，兩者之間的差異呈增大后趨于穩(wěn)定的趨勢。全級配大壩混凝土的斷裂能GF均比對應(yīng)濕篩混凝土的大，且