考慮應(yīng)變速率影響的混凝土試驗(yàn)研究與數(shù)值分析.pdf

1、　　混凝土在實(shí)際工程中得到了廣泛應(yīng)用，例如用混凝土建成的水壩和路面，用鋼筋混凝土建造的房屋，橋梁，海洋采油平臺，核電站安全殼等等；這些混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中可能會遭受到地震，海嘯，爆炸等動(dòng)態(tài)荷載的作用，當(dāng)前對結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析大部分是采用混凝土材料的靜態(tài)力學(xué)性能指標(biāo)，然而混凝土材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能與其靜態(tài)力學(xué)性能有明顯的差異。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——考慮應(yīng)變速率影響的混凝土單軸拉壓強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系的試驗(yàn)研究(50878073)，主要對四

2、個(gè)數(shù)量級范圍內(nèi)不同應(yīng)變速率下，不同強(qiáng)度等級混凝土的單軸受壓試驗(yàn)進(jìn)行分析研究，系統(tǒng)研究了應(yīng)變速率對混凝土單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量、峰值應(yīng)變、泊松比等受力與變形特性的影響。
　　混凝土的力學(xué)性質(zhì)和本構(gòu)關(guān)系研究是當(dāng)前土木工程領(lǐng)域比較熱門的課題，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明混凝土材料在高應(yīng)變速率下表現(xiàn)出和靜態(tài)不同的性質(zhì)，在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上提出一種考慮應(yīng)變速率影響的混凝土本構(gòu)模型，采用應(yīng)變速率相關(guān)的混凝土本構(gòu)關(guān)系來反映混凝土在不同應(yīng)變速率下的力學(xué)行為，該模

3、型與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，使用簡便并可應(yīng)用于混凝土有限元分析。
　　基于混凝土在不同應(yīng)變速率下的單軸抗壓試驗(yàn)結(jié)果，利用ANSYS有限元分析程序中的SOLID65單元建立混凝土試件的有限元計(jì)算模型，較真實(shí)的模擬混凝土在四種不同應(yīng)變速率下由開裂到破壞的變化情況，通過程序計(jì)算得出混凝土試件的裂縫發(fā)展圖和混凝土試件的破壞形態(tài)，探究混凝土的破壞機(jī)理；混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，若不考慮應(yīng)變速率的影響會帶來較大的誤差，采用數(shù)值模擬方法