混凝土早期損傷數(shù)值分析.pdf

1、隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的大型混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)設(shè)施中得以應(yīng)用。在混凝土澆筑以后的開始幾天中，水泥水化等化學(xué)過(guò)程伴隨著溫度升高和體積變化。但是，因?yàn)榛炷吝@個(gè)階段的剛度相對(duì)比較低，體積的變化引起的應(yīng)力水平不高。隨著時(shí)間推移，混凝土的剛度提到很快。在混凝土硬化過(guò)程中，如果環(huán)境溫度下降，就會(huì)產(chǎn)生比較大的拉應(yīng)力。一旦應(yīng)力水平超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到破壞極限狀態(tài)，早期裂縫就開始發(fā)展。鑒于地下結(jié)構(gòu)防止?jié)B漏的要求，早期裂縫控制對(duì)于地下結(jié)構(gòu)

2、尤為重要。 損傷理論通過(guò)引入損傷變量對(duì)微觀破壞過(guò)程進(jìn)行描述，可以準(zhǔn)確的對(duì)工程結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)。連續(xù)損傷力學(xué)現(xiàn)廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的剛度退化和開裂損傷過(guò)程的模擬。本文基于熱力學(xué)基本定理，將混凝土損傷理論于混凝土早期性能結(jié)合，研究混凝土早期損傷特性，并將研究成果數(shù)值實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的數(shù)值模擬，驗(yàn)證理論的合理性。 本文的主要研究結(jié)論和成果如下： (1)從熱力學(xué)的基本理論出發(fā)，基于前人混凝土早期性能

3、研究和混凝土損傷研究的成果，提出一定的前提假設(shè)，簡(jiǎn)化混凝土早期性能問(wèn)題，建立混凝土早期損傷模型，統(tǒng)一描述混凝土早期變形特性和損傷特性。本文基于微元強(qiáng)度假設(shè)，分析了材料統(tǒng)計(jì)特性對(duì)混凝土宏觀強(qiáng)度影響，推導(dǎo)了考慮材料非均勻性的混凝土早期統(tǒng)計(jì)損傷模型。 (2)本文基于HPC實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的數(shù)值計(jì)算平臺(tái)OOFEA，編制了統(tǒng)一考慮混凝土早期產(chǎn)生的時(shí)變變形特性和損傷特性有限元分析程序。運(yùn)用隨機(jī)數(shù)計(jì)算機(jī)發(fā)生器模擬混凝土材料的非均勻特性和隨機(jī)性，并在