混凝土塑性-損傷本構(gòu)模型研究.pdf

1、近年來混凝土塑性-損傷本構(gòu)模型被越來越多地用于結(jié)構(gòu)非線性分析，已成為人們認(rèn)識(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，尤其是抗震性能所依賴的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)理論和實(shí)用分析工具。當(dāng)前混凝土塑性-損傷模型的研究呈現(xiàn)出損傷力學(xué)部分較為活躍，而塑性理論部分近于停滯的局面；廣泛運(yùn)用的塑性-損傷模型對(duì)混凝土屈服、強(qiáng)化和流動(dòng)的描述還面臨著一些局限性。這些局限性不僅制約著塑性模型本身，在有些塑性-損傷模型中還制約著損傷模型。本文針對(duì)混凝土塑性-損傷模型中的屈服準(zhǔn)則及相關(guān)的強(qiáng)化

2、法則開展理論研究，主要內(nèi)容和結(jié)論分為以下幾部分：
　　 1)提出了一種新的混凝土強(qiáng)度理論分類方法，并以此進(jìn)行了評(píng)述。從各種應(yīng)力不變量在應(yīng)力空間中的幾何意義出發(fā)，將眾多混凝土強(qiáng)度理論按照其表示形式分為直角坐標(biāo)形式、柱坐標(biāo)形式、柱坐標(biāo)-直角坐標(biāo)混合形式和其它形式四類。分析表明，現(xiàn)代混凝土強(qiáng)度理論大都表現(xiàn)為單純的柱坐標(biāo)形式；幾乎所有強(qiáng)度準(zhǔn)則都可以表達(dá)為關(guān)于應(yīng)力和單軸抗壓強(qiáng)度的齊次函數(shù)。
　　 2)剖析了Lubliner屈服

3、準(zhǔn)則的特點(diǎn)，并提出了新的標(biāo)定方法。通過分析屈服面的子午線和偏平面跡線與參數(shù)g之間的依賴關(guān)系，說明Lubliner不規(guī)則錐面在三軸壓縮區(qū)中的開口形狀和開口角度無法同時(shí)得到控制。為均勻約束混凝土，提出依據(jù)內(nèi)摩擦角確定參數(shù)g的標(biāo)定方法；為非均勻約束混凝土，提出借助參數(shù)a 與參數(shù)g 共同控制三軸壓縮區(qū)屈服面的標(biāo)定方法。
　　 3)拓展了可用于混凝土塑性-損傷模型的屈服函數(shù)類型。討論屈服準(zhǔn)則在一類塑性-損傷模型中的損傷映射和強(qiáng)化演變，以

4、及塑性-損傷模型屈服準(zhǔn)則中函數(shù)的齊次性；提出突破目前強(qiáng)加在屈服函數(shù)上的限制，將屈服函數(shù)的構(gòu)造所需滿足的條件放寬為具有關(guān)于應(yīng)力和各個(gè)粘聚力的齊次性。
　　 4)構(gòu)造了一類適用于混凝土塑性-損傷模型的新的齊次屈服函數(shù)。將現(xiàn)代混凝土強(qiáng)度理論中用于標(biāo)定參數(shù)的幾種應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度，分別發(fā)展為相應(yīng)的各條簡(jiǎn)單加載路徑中的粘聚力，構(gòu)造出一類關(guān)于應(yīng)力和粘聚力的齊次屈服函數(shù)。大幅提高了塑性-損傷模型的精度，擴(kuò)展了其適用范圍。
　　 5)

5、歸納了混凝土塑性-損傷模型強(qiáng)化-損傷參數(shù)的定義方法。就混凝土的塑性變形發(fā)展如何推進(jìn)各個(gè)基本強(qiáng)化-損傷模式的進(jìn)程，提出了一種定性假設(shè)。總結(jié)出二類可用于定義多個(gè)強(qiáng)化-損傷參數(shù)的方法：等效塑性變形率的分配和塑性變形率主分量的組合。
　　 6)建立了用于標(biāo)定混凝土塑性-損傷模型的新的強(qiáng)化函數(shù)和損傷演化函數(shù)。為了克服峰值塑性應(yīng)變的網(wǎng)格敏感性，對(duì)現(xiàn)有強(qiáng)化函數(shù)進(jìn)行修正。為了區(qū)分均勻的和集中的能量耗散，并形成一個(gè)上升段不受網(wǎng)格劃分影響的顯式應(yīng)