基于非线性徐变模型的DAPEIN重力坝温控仿真

目前常采用线弹性徐变模型进行混凝土坝施工期温度应力的仿真分析.当混凝土应力较小时,采用线弹性徐变模型是可行的,但当混凝土应力超过相应龄期抗拉强度的一半时,混凝土的徐变变形与应力之间呈现出明显的非线性关系.改进的非线性徐变模型能考虑徐变变形与应力的非线性关系,将改进的混凝土非线性徐变模型应用到缅甸DAPEIN大坝的施工期温度应力仿真分析中,仿真结果表明,采用线弹性徐变模型与改进的非线性徐变模型计算的徐变温度应力差别较大,采用传统线弹性徐变模型计算的温度应力偏大.     

早龄混凝土的压缩与拉伸徐变及其研究现状

早龄混凝土的拉伸、压缩徐变规律及其结构徐变应力计算方法是对早期裂缝进行有效预测并控制的关键。既有的徐变研究主要侧重于成熟混凝土,而早龄混凝土徐变相关的科学研究还有待进一步深入。对早龄混凝土的压缩和拉伸徐变研究成果、测试方法及其徐变应力计算方法进行了详细综述。研究表明：目前混凝土早龄期拉伸、压缩徐变试验测试尚无规范可循,相关试验数据较为缺乏;混凝土早龄期徐变预测模型基本未考虑其在低应力水平下的非线性性质;早龄混凝土结构非线性徐变应力理论分析方法亦不尽完善。基于系统试验研究和固化徐变理论建立混凝土非线性徐变理论模型,对早龄混凝土结构采用同时考虑受拉和受压不同应力松弛特性的非线性徐变应力理论计算方法,应可提高早龄结构的有限元仿真精度。     

基于ANSYS二次开发的大体积混凝土温度徐变应力分析

基于大型商业软件ANSYS提供的参数化设计语言(APDL)和用户可编程特性(UPFs),通过修改ANSYS提供的USERMAT.F源程序,将混凝土徐变模型和本构方程引入ANSYS.在USERMAT.F中通过高斯积分直接生成温度徐变荷载,实现混凝土温度徐变应力分析,克服了传统通过调用温度徐变荷载文件而计算效率较低的缺陷.研究表明:自定义编写开发的混凝土温度徐变应力计算模块,可高效求解大体积混凝土在水化热作用及天然冷却下产生的温度场及温度徐变应力场,并得到温度及应力的分布和变化规律.研究成果对ANSYS的二次开发具有重要的理论意义,对揭示混凝土早期应力变化规律具有工程指导价值.     

考虑拉压异性徐变的混凝土温度应力研究

对变应力作用下的拉压异性徐变的弹性徐变方程的求解进行了探讨,基于混凝土的徐变度与混凝土的龄期有关和线性叠加假设,采用应力增量法,推导了变应力作用下的拉压异性徐变的弹性徐变问题的有限元计算公式。由于拉伸和压缩徐变速率相近,假设拉伸和压缩徐变一致时的徐变应变增量递推公式,与假设拉伸和压缩徐变异性的徐变应变增量的递推公式形式上一样,仅当某时刻的应力增量主量为负时,采用压应力下的徐变度,当某时刻的应力增量主量为正时,采用拉应力下的徐变度。实际混凝土工程的拉压异性徐变应力仿真分析表明,在高温季节浇筑混凝土时,昼夜温差将引起应力周期性加卸载变化,假设拉伸和压缩异性徐变时计算的混凝土温度拉应力较拉压相同徐变时计算的混凝土温度拉应力更大,且这个应力随着仓面间歇时间的延长而逐渐增大。     

持续荷载下混凝土抗压强度的时效模型

从现有混凝土棱柱体单调加载的应力-应变全曲线和混凝土徐变计算模型出发,综合考虑持续荷载下混凝土抗压强度的徐变衰减效应和龄期增强效应,构建混凝土抗压时效强度的估算模型并编制了相应的计算机程序.通过对C20、C30和C40混凝土在持续荷载下多个性能指标及其变化规律进行计算分析,并与以往试验观察数据和有限元数值分析结果进行比较,验证了模型的合理性和实用性.     

钢管自应力混凝土轴压柱的徐变计算模型

为了正确估计钢管自应力混凝土轴压柱的徐变及其对轴压柱长期性能的影响,对钢管自应力混凝土轴压柱的徐变计算模型进行了试验与理论分析.通过试验研究了钢管自应力混凝土轴压柱的长期力学性能,利用龄期调整的有效模量法建立了钢管自应力混凝土轴压柱在长期荷载作用下的徐变分析模型.结果表明:荷载作用一年后的钢管自应力混凝土轴压柱的极限承载力高于没有施加荷载的试件,所建立的徐变计算模型可以较好地模拟钢管自应力混凝土轴压柱的徐变试验结果;与普通混凝土相比,钢管约束下的自应力核心混凝土长期变形很小,但是引起的应力重分布不容忽视;含钢率对钢管自应力混凝土轴压柱长期变形性能的影响较为显著.     

基于等效模量法与ANSYS计算混凝土徐变

混凝土徐变对结构应力、变形的影响较大,进行准确的结构分析必须考虑混凝土徐变。按龄期调整的方法对混凝土徐变计算有效模量理论进行修正,提出等效弹性模量计算公式。运用大型通用有限元软件ANSYS参数化程序设计语言APDL编写命令,在每一时段赋予材料对应等效弹性模量并计算混凝土结构的徐变,把徐变问题化为相当的弹性问题。并通过算例验证此方法在实际工程应用中的有效性。     

桑郎碾压混凝土拱坝应力场仿真计算及分缝设置

在应力场隐式解法的基础上,结合桑郎拱坝工程,进行了大坝施工期和运行期的温度场和应力场仿真分析,在分析中温度场计算考虑了混凝土水化热温升、气温变化、浇筑间歇、边界条件的改变等因素,应力场计算考虑了坝体自重、水压力、温度荷载、徐变及混凝土弹性模量随龄期的变化等因素.根据应力场的仿真计算结果,在拱坝高拉应力区模拟设置横缝.仿真计算的结果表明,桑郎拱坝横缝释放应力的作用显著,横缝的设置合理.     

Marc二次开发在混凝土徐变问题中的应用

利用通用商业有限元软件Marc提供的用户子程序,对Marc进行了二次开发,将混凝土徐变的指数函数模型和混凝土弹性徐变方程的隐式解法引入Marc,实现了混凝土徐变问题的有限元求解,并在此基础上探讨了混凝土坝徐变应力的施工仿真问题在Marc中的实现,算例表明该方法是可行的.     

小偏心钢筋混凝土受压柱卸载后的徐变后效研究

基于弹性徐变理论和线性叠加原理,研究了对称配筋的钢筋混凝土偏心受压柱中,钢筋和混凝土的应力-应变增量关系和递推公式;并且通过数值方法计算了考虑加、卸载后钢筋和混凝土应力-应变的变化过程;同时,分析了偏心距、配筋率、加载龄期及卸载时间等因素对长期荷载下钢筋混凝土偏心受压柱徐变特性和卸载后混凝土应力的影响规律.研究成果可为长期荷载下钢筋混凝土偏心受压构件的设计提供参考.     

Viscoelasto-plastic rheological experiment under circular increment step load and unload and nonlinear creep model of soft rocks

The viscoelastic-plastic creep experiments on soft ore-rock in Jinchuan Mine III were performed under circular increment step load and unload. The experimental data were analyzed according to instantaneous elastic strain, visco-elastic strain, instantaneous plastic strain and visco-plastic strain. The result shows that instantaneous deformation modulus tends to increase with the increase of creep stress; soft rocks enhance the ability to resist instantaneous elastic deformation and instantaneous plastic deformation during the multi-level of load and unload in the cyclic process. In respect of specimen JC1099, the ratio of visco-elastic strain to visco-plastic strain varies from 3.15 to 6.58, and the ratio has decreasing tendency with stress increase as a whole; creep deformation tends to be a steady state at low stress level; soft rocks creep usually embodies accelerated creep properties at high stress level. With the damaging variable and the hardening function introduced, a nonlinear creep model of soft rocks is established, in which the decay creep is described by the nonlinear hardening function H of viscidity coefficient. The model can describe the accelerated creep of soft rocks since the nonlinear damaging evolvement variable D of deformation parameter of rocks is introduced. Three stages of soft rocks creep can be described with the uniform creep equation in the nonlinear creep model. With this nonlinear creep model applied to the creep experiments of the ore-rock of Jinchuan Mine III, the nonlinear creep model’s curves are in good agreement with experimental data. Foundation item: Project(2007CB209400) supported by the Major State Basic Research and Development Program of China; Project(50774093) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(200801) supported by Open Research Fund of Hunan Provincial Key of Safe Mining Techniques of Coal Mines     

混凝土徐变系数与徐变度的对比分析

基于现有的试验资料,高层及大跨度民用建筑的徐变分析只能参照桥梁结构中的徐变系数方法或水工结构中的徐变度方法进行.从徐变系数的定义出发,利用积分中值定理和叠加原理,推导并修正了加载龄期与起算龄期不同时徐变收缩应变增量的表达式,对比了应用徐变系数分析徐变的有限元法和应用徐变度分析徐变的初应变法在效率和精度上的差别,并建议应从概念设计的角度出发,采用徐变度的初应变法来估算徐变对高层及大跨度民用建筑的影响.     

玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱的轴压徐变性能

为研究玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴压下的徐变性能,对空心柱轴压下的受力特性进行分析,建立了适用于玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴压徐变公式。编制轴心受压荷载作用下徐变分析程序计算徐变应变与时间关系曲线,并通过已有试验对该程序的正确性进行验证。在程序正确性的基础上,计算空心率、混凝土强度、作用荷载及玻璃纤维管壁厚等主要参数对其轴压徐变性能的影响。结果表明：空心柱的徐变应变在28 d以内（作用初期）增长较快,28 d以后增长速度变得缓慢,大约6个月以后徐变应变趋于稳定。空心率和混凝土强度对玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴压徐变影响较小,其次是玻璃纤维管壁厚,作用荷载对徐变影响较大。     

混凝土弹性-徐变本构方程

在工程设计中通常用Burgers模型描述混凝土,依据徐变理论得到混凝土弹性-徐变本构方程.本文在变应力情况下用Burgers模型直接推导出混凝土弹性徐变本构方程,并证明这两种本构方程是等价的.     

考虑钢筋骨架作用的混凝土徐变计算方法

按混凝土的加载龄期，用有限元方法推导建立了混凝土的徐变方程，并根据钢筋在混凝土的变形协调条件，分析了钢筋骨架对混凝土徐变的影响作用。     

砼长期荷载下徐变预测的新方法——灰色预测

本文首次提出灰色系统理论对长期荷载下砼徐变进行预测的新方法。通过实例验证表明:灰色预测方法其精度是十分令人满意的。     

预应力混凝土梁长期变形的随机性分析

由于混凝土收缩徐变具有显著的不确定性,需要采用随机方法进行有概率保证意义的长期变形分析。采用基于响应面的蒙特卡洛抽样技术,将GL2000模型中影响长期变形的因素作为随机变量,建立了预应力混凝土梁的长期变形随机性分析模型。利用该模型对某预应力混凝土简支梁开展了长期变形随机分析,同时对模型中各个随机变量进行了敏感性分析与参数分析。结果表明,对长期变形有较大影响的随机变量有:徐变模型的不确定性,弹性模量模型的不确定性,二期恒载值的不确定性,张拉控制应力值的不确定性;为抑制梁体长期变形,施工控制中应严格控制张拉应力精度与推迟二恒加载时间。     

基于小概率事件法估计大坝混凝土实际抗拉强度

结合三维弹性徐变仿真计算公式分析了应变计组实测值转化为实际应力的计算公式,认为当前采用应变计组实测应变计算三维空间实际应力的公式不够完善,给出了理论严谨的应变计组测值转化三维空间实际应力计算公式。提出了利用小概率事件法估计大坝混凝土实际抗拉强度,结合混凝土大坝埋设的应变计组和无应力计实测值,采用小概率事件法初步探讨了大坝混凝土的实际抗拉强度和极限拉伸变形的估计,实践表明,当获得应变计组长时间测值系列,以及获得较多的应变计组的测值样本后,基于小概率事件法可以得到符合大坝混凝土实际情况的抗拉强度和极限拉伸变形。