[雙語翻譯]--外文翻譯--論混凝土開裂的概率模型——從局部到整體（譯文）

1、1中文 中文 9000 字 出處： 出處：Tailhan J L, Dal Pont S, Rossi P. From local to global probabilistic modeling of concrete cracking[J]. Annals of Solid and Structural Mechanics, 2010, 1(2): 103-115.論混凝土開裂的概率模型 論混凝土開裂的概率模型——從局部到整體 從

2、局部到整體J.-L. Tailhan ?S. Dal Pont ?P. Rossi摘要：當處理諸如大壩結(jié)構(gòu)，核電廠的船只，廢棄物（或核能）存儲結(jié)構(gòu)，隧道 等預(yù)期壽命之類問題時混凝土裂縫的描述是關(guān)鍵。這樣做的主要目的是不僅要描 述一個已有缺陷的增長狀態(tài)，也預(yù)測在最初狀態(tài)時無缺陷結(jié)構(gòu)裂縫的成因和形成 原因（至少在宏觀層面）。本文提供了一個拉伸開裂的宏觀模型（即足以說明在 結(jié)構(gòu)層面的行為模型），能夠在出現(xiàn)局部狀況（裂縫）時提供信息

3、。該模型需要 通過適當?shù)膶嶒烌炞C，相應(yīng)規(guī)范的的支持，并考慮到規(guī)模效應(yīng)以及混凝土的異質(zhì) 性。還能根據(jù)力學(xué)性能的統(tǒng)計分布通過 2D 比較用原實驗測試結(jié)果來驗證。一、前言 一、前言裂縫形成一個熱傳導(dǎo)障礙并創(chuàng)造了液體，氣體和污染物的優(yōu)先流向路徑。他們的描述的 是預(yù)測的結(jié)構(gòu)，如水壩，核電站容器，廢棄物（核能）存儲結(jié)構(gòu)的壽命或者是隧道。至關(guān)重 要的是不僅描述了一個存在缺陷的增長，也預(yù)測在最初的無缺陷結(jié)構(gòu)裂縫的成因和形成原因（至少在宏觀層面）。

4、在文獻中描述核或者裂縫演化的方法，我們可以發(fā)現(xiàn)：結(jié)果很難預(yù)測， 尤其是當裂紋開口和間距有關(guān)。但是超過二十年以來在 LCPC 舉行的實驗分析證明，這些 現(xiàn)象可以通過明確地考慮到具體的異質(zhì)性（這是在體積效應(yīng)的起源）或用正確的概率方法正 確的描述觀察結(jié)果?，F(xiàn)在已首次提出了一個基于這些概念的原始模型并在最近被通過。在 LCPC 舉行的混凝土開裂機制研究的最終目標是要制定一個宏觀的連續(xù)三維模型， 整合異質(zhì)性和通過概率的方法，適應(yīng)全面大規(guī)模的土木結(jié)

5、構(gòu)的開裂和體積效應(yīng)分析。對于這樣的結(jié)構(gòu)分析，三維建模是必要的。然而，作為第一步，該方法已被開發(fā)的二維 模型（平面應(yīng)力），并已在一個簡單而有意義的實驗測試驗證，以評估建議分析的針對性。 不論出于什么原因，選擇統(tǒng)一體的方式是有道理的。首先的目標是建立一個模型，而且 要適合實際結(jié)構(gòu)。由于存在一個完善的理論框架（不可逆過程熱力學(xué)）和使用可測量的宏觀 參數(shù)/變量和演化規(guī)律的可能性，宏觀連續(xù)模型往往是工程師的首選。此外，有限元方法中 的數(shù)值實施

6、的很自然的和強大的求解算法被廣泛使用。一個連續(xù)模型離散模型，如界面模型 和晶格模型，也有一些優(yōu)勢。事實上，連續(xù)的方法是要求不高，計算量不大（即使計算成本小），可以比較容易地計算多種物理效應(yīng)（例如，熱液壓和蠕變）。 該模型的概率方面，主要是基于對最初提出的裂解過程的實驗分析。這種分析并提出了異質(zhì)性和體積效應(yīng)對開裂混凝土中的失敗所產(chǎn)生的關(guān)鍵作用。因此，概率方法需要一個隨機 材料力學(xué)性能的調(diào)查，以確定分布規(guī)律（整合異質(zhì)性和體積效應(yīng)）。本文

7、在原有的規(guī)劃是以 確定連續(xù)模式適應(yīng)相關(guān)的規(guī)則。用基于離散整合容積效應(yīng)的方法，數(shù)值試驗，利用定義的分 布規(guī)律驗證連續(xù)概率的方法。上面的想法將在論文的第一部分論述。 本文的第二部分介紹了混凝土開裂行為的數(shù)值模擬。將推出兩個關(guān)鍵數(shù)據(jù)：一是基礎(chǔ)概率的離散方法。第二個是原始的統(tǒng)一體，概率模型。這兩個都需要考慮到體積的影響，他們 對結(jié)構(gòu)的可靠性進行分析，只有幾個簡單的測量參數(shù)作為模型的輸入數(shù)據(jù)。據(jù)我們所知，現(xiàn) 有的文獻沒有類似的方法。盡管該模型的

8、宏觀性質(zhì)，局部的定量信息提供了裂縫模式，間距 和開口大小。應(yīng)該強調(diào)的是這兩種模式不對裂縫的擴展進行處理，至少在斷裂力學(xué)的意義上（即不需要傳播標準），但也涉及基礎(chǔ)裂縫的概率問題。明顯的宏觀裂縫擴展則是連續(xù)的開 裂，換句話說，可以認為在宏觀層面裂縫擴展或局部開裂。將在第四部分進一步的討論。概率模型的結(jié)果是最終進行四點彎曲試驗與原實驗的對比。 類似的結(jié)果也可在現(xiàn)有的文3圖 1 抗拉強度平均值/分散變陣：實驗數(shù)據(jù)和曲線擬合三、離散概率模型：數(shù)

9、值試驗 三、離散概率模型：數(shù)值試驗羅西最初提出了一個概率模型，通過實驗結(jié)果推斷混凝土體積大小的不同，特別是考 慮到材料的異質(zhì)性和規(guī)模效應(yīng)，利用有限元網(wǎng)格的使用有限元素的大小數(shù)值進行分析。從數(shù) 值上看，該模型是通過分離方法用來描述界面元素的不連續(xù)性。表面元素（楊氏模量和拉伸 強度）的力學(xué)性能被認為是隨機分布的變量。大量的體積元作為參考量（材料）與表面元素 有關(guān)。分布特征可以得到從第一部分給出的經(jīng)驗公式進行推算。CESAR-LCPC 的有限

10、元程序針對二維模型的目前正在建立。局部的體積混凝土表面元 素相關(guān)有彈性，而大量元素代表未開裂混凝土保持彈性。接觸元素符合特雷斯卡標準以及有 拉伸剪切。最后，我們可以總結(jié)并強調(diào)指出這種模式的主要特點：? 模型的目的是考慮體積效應(yīng)的同時準確描述局部裂縫；? 該模型被認為是概率模型，但之后隨機分布在網(wǎng)格上的力學(xué)性能計算仍然有確定性。 它需要執(zhí)行大量的計算統(tǒng)計來驗證結(jié)果（蒙特卡羅方法）；? 在這個意義上，在局部范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)和整體的結(jié)果一致的，因