基于構(gòu)型力的混凝土細觀損傷力學(xué)研究.pdf

1、混凝土作為一種工程材料,被廣泛應(yīng)用于各種類型的工程建設(shè)中。由混凝土組成的工程結(jié)構(gòu)如橋梁、大壩、海洋平臺、地下廠房、坑道、邊坡等是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中重要的組成部分。無論將混凝土應(yīng)用于何種結(jié)構(gòu)中,它最主要的作用還是承受載荷,因此,對于混凝土進行強度破壞分析是十分有必要的。
　　混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,它的宏觀性能在很大程度上取決于三相成分的面積百分比,物理性質(zhì)、力學(xué)特性以及之間的相互作用。從細觀角度上來說,混凝土是由粗骨料、水泥砂漿及骨

2、料與水泥砂漿黏結(jié)帶組成,這些都導(dǎo)致了混凝土是一種典型的非均勻材料。這些內(nèi)部微缺陷將會影響著混凝土的強度、變形等性能,并且導(dǎo)致混凝土破壞時表現(xiàn)為斷裂的突發(fā)性。
　　本研究借助于混凝土的微觀結(jié)構(gòu),將細觀力學(xué)和損傷力學(xué)相結(jié)合,并首次通過能量觀點引入混凝土材料的構(gòu)型力概念,為研究混凝土材料缺陷構(gòu)型變化及其破壞損傷的微觀機理,提供了一個極好的內(nèi)變量;選取圍繞缺陷的閉合曲線作為積分路徑,對構(gòu)型力進行數(shù)值積分,計算其守恒積分,作為衡量混凝土損傷

3、水平的外變量。首先,通過骨料投放與三種組分識別等細觀力學(xué)預(yù)處理方法,建立混凝土的細觀力學(xué)計算模型;通過構(gòu)型力和守恒積分描述了混凝土的損傷演化,反映了混凝土試件在加載過程中的損傷程度,表明了材料的損傷程度與材料本身有密切的關(guān)系。并且實現(xiàn)了Eshelby應(yīng)力應(yīng)用于細觀混凝土的數(shù)值算法,說明Eshelby應(yīng)力張量對于應(yīng)力集中的區(qū)域具有很強的敏感性,對于將來作為描述損傷的重要參數(shù),甚至更近一步提出斷裂準則,其前景值得期待。
　　本文研究將