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混凝土抗拉疲劳剩余强度损伤模型（4页）.pdf下载

  • 大小：200.6KB
  • 上传人：銘記
  • 文件格式：..pdf
  • 类别：建筑
  • 点击： 3次
  • 更新时间：2020-01-10
  • 说明：下载"混凝土抗拉疲劳剩余强度损伤模型（4页）"的电子版。
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文件"混凝土抗拉疲劳剩余强度损伤模型（4页）"是由土木工程资料网会员銘記发布

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    混凝土抗拉疲劳剩余强度损伤模型 混凝土抗拉疲劳剩余强度损伤模型

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    混凝土抗拉疲劳剩余强度损伤模型
    孟 宪 宏1, 2, 宋 玉 普3 1
    ( 1. 大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连 116024;
    2. 沈阳建筑大学 土木工程学院, 辽宁 沈阳 110168 )
    摘要: 基于连续体损伤力学理论, 建立了各向异性混凝土抗拉疲劳剩余强度衰减模型. 模型
    中采用了基于应变能量释放率空间的边界面模型, 通过极限断裂面的不断移动模拟疲劳过程
    中损伤阈值的不断变化. 提出了在高周疲劳过程中损伤模量表达式中的D 为一与剩余强度
    有关的变量的观点, 并给出了函数表达式. 结合已完成的混凝土疲劳抗拉剩余强度试验, 确
    定了模型的参数, 并验证了模型的有效性.
    关键词: 混凝土; 疲劳; 剩余强度; 损伤; 边界面
    中图分类号: TU 375
    文献标识码: A
    0 引 言
    随着混凝土结构应用的拓展, 许多结构或构
    件经常处于重复性的较高应力水平下, 结构的疲
    劳破坏已是不可回避的问题. 结构的疲劳破坏主
    要是因为混凝土内部损伤而导致其强度下降, 所
    以了解疲劳过程中混凝土剩余强度的衰减规律显
    得尤为重要.
    边界面模型最早由Dafalia s 等[1 ] 提出, 并用
    于金属材料的循环加载. 该模型认为应力空间中
    存在着一个无形的与损伤水平相一致的包络面,
    所有可能的应力点都包含在此包络面内, 这一包
    络面被称为边界面. Dafalias[2 ] 又进一步在他的
    模型中定义了极限断裂面、加载面和边界面的概
    念. 只有加载面超过极限断裂面时才有损伤发
    生. 损伤的增长率是加载面上一点与其在边界面
    上的投影点间距离的函数. Sua ris 等[3 ] 利用连续
    体损伤力学理论建立了预测单调和循环荷载混凝
    土损伤发展的模型, 模型中将弹性势能表示成主
    应力和损伤柔度张量的函数. 模型中的极限损伤
    断裂面、加载面和边界面都用应变能量释放率向
    量R i 表示. A l2Gadh ib 等[4 ] 在 Sua ris 模型的基础
    上, 建立了各向异性弹性损伤模型, 用于预测混凝
    土承受单调荷载与疲劳荷载时的应变变化与疲劳
    寿命. 该模型在建立本构关系时利用了损伤因子
    张量M. Baluch 等[5 ] 利用损伤力学概念建立了混
    凝土抗压疲劳剩余强度预测模型, 并作了少量试
    验验证了模型的精度. 但由于其试验内容中试件
    较少、最大应力水平较高、疲劳寿命较短等, 模型
    的有效性没有得到充分的验证.
    鉴于目前国内外对混凝土疲劳剩余强度模型
    研究较少, 试验数据缺乏等原因, 本文利用连续体
    损伤力学的概念, 建立混凝土抗拉本构模型, 利用
    模型编制计算机程序, 绘出不同最大应力水平下
    混凝土疲劳剩余抗拉强度的衰减曲线. 为了验证
    模型的精度, 进行 99 个变截面棱柱体试件的疲劳
    抗拉剩余强度试验, 并利用试验结果与理论模型
    相对比, 分析理论模型的有效性及不足.
    1 建立模型
    1. 1 损伤因子张量及有效柔度矩阵
    由复合材料损伤力学[6 ] 可知, 对于各向异性
    损伤的情况, 有效应力
    Ρ
    θ
    可
    以
    表
    示
    为
    Ρ
    θ
    =
    M
    (
    Ξ
    )
    ∶
    Ρ
    (1
    )
    式中:
    Ρ
    为
    表
    观
    应
    力
    ;
    ∶
    为
    张
    量
    双
    点
    积
    ;
    M
    (Ξ
    )
    为
    损
    伤因子
    张
    量
    ,
    它
    是
    一
    个
    四
    阶
    张
    量
    .
    研
    究
    者
    们
    建
    议
    了很多
    M
    (
    Ξ
    )
    的
    表
    达
    形
    式
    ,
    并
    将
    其
    应
    用
    到
    金
    属
    的
    损伤分
    析
    中
    .
    K
    h
    a
    n
    等
    [
    7
    ]
    最
    初
    将
    损
    伤
    因
    子
    张
    量
    的
    概念用
    于
    分
    析
    混
    凝
    土
    的
    损
    伤
    ,
    K
    h
    a
    n
    模
    型
    同
    时
    考
    虑
    了混凝
    土
    拉
    压
    两
    种
    损
    伤
    ,
    本
    文
    在
    K
    h
    a
    n
    模
    型
    的
    基
    础上进
    行
    简
    化
    ,
    去
    掉
    了
    与
    抗
    压
    有
    关
    的
    参
    数
    得
    到
    了
    用于抗
    拉
    疲
    劳
    的
    损
    伤
    因
    子
    张
    量
    ,
    形
    式
    为

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