混凝土損傷分析及其工程應(yīng)用.pdf

1、損傷力學(xué)作為工程材料和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能分析、破壞機(jī)理解釋、失效預(yù)測(cè)以及壽命估計(jì)等方面定量分析的理論依據(jù)和手段,越來(lái)越廣泛、合理的應(yīng)用于混凝土材料和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、變形及破壞的分析上來(lái).混凝土是由粗骨料、細(xì)骨料和水泥沙漿構(gòu)成非均勻性多相復(fù)合材料,在成型期間就存在一些初始裂紋,在荷載等因素的作用下,初始裂紋會(huì)不斷擴(kuò)展、聯(lián)結(jié),并生成新的裂紋.將這些微缺陷對(duì)混凝土材料的劣化作用稱(chēng)之為損傷.研究證明:混凝土破壞是內(nèi)部微裂紋逐漸發(fā)展的結(jié)果,亦可說(shuō)破壞只是

2、裂縫發(fā)展過(guò)程的最后階段,而要真正描述混凝土的各種性能,就要研究其內(nèi)部的微裂紋的演化規(guī)律,即進(jìn)行混凝土損傷力學(xué)分析.該文從混凝土材料到混凝土結(jié)構(gòu)、從宏觀到微觀、從靜態(tài)損傷到動(dòng)態(tài)損傷、從各向同性損傷到各向異性損傷、從彈性損傷到彈塑性損傷等幾個(gè)方面介紹并探討研究了損傷理論在混凝土及其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變形、破壞特性分析中的應(yīng)用.首先介紹了損傷力學(xué)的基本內(nèi)容以及混凝土損傷理論研究現(xiàn)狀,比較了各種損傷演化模型.其后,發(fā)展了損傷力學(xué)中兩個(gè)重要理論內(nèi)容,即彈

3、塑性損傷矩陣及其簡(jiǎn)單形式的推導(dǎo)和基于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的損傷演化方程的解析表達(dá)式的推導(dǎo).通過(guò)形狀函數(shù)的假定,提出了一種混凝土動(dòng)力損傷本構(gòu)模型.之后,考慮混凝土的循環(huán)荷載下力學(xué)特性,將一維損傷演化規(guī)律推廣到多維問(wèn)題,分析了重力壩在地震作用下的損傷破壞特性.并采用了正交各向異性彈性損傷矩陣編寫(xiě)了分析損傷場(chǎng)的有限元程序,應(yīng)用于實(shí)際結(jié)構(gòu)分析.最后,考慮混凝土材料的非均勻性,從細(xì)觀層次對(duì)其損傷斷裂進(jìn)行了數(shù)值模擬,并探討了該文中從一維損傷演化規(guī)律到多維問(wèn)題