钢纤维混凝土内时损伤本构模型

本文在作者建立的普通混凝土内时损伤构型的基础上，引入纤维含量特征参数对损伤变量影响的系数。建立了钢纤维混凝土的内时损伤本构模型，该模型的特点是：把内时理论与损伤力学相结合，摆脱了古典塑性力学中屈服面的概念，又使模型中的参数和基本方程大大减少；考虑了不同纤维含量特征参数对本构模型的影响；使钢纤维混凝土和普通混凝土间的本构模型有机地联系在一起，便于应用。     

单压状态下混凝土的动力损伤本构模型

本文根据混凝土的损伤本构理论，结合混凝土在快速变形下的性能试验，在一定的假设下，导出了混凝土在快速变形下的损伤本构方程，并与试验结果进行了对比，两者吻合较好。     

混凝土动态损伤本构模型研究

对单向应力状态下钢纤维含量为0和2%的混凝土进行了单调加载试验。在峰值应变前,根据Weibull统计分布理论和等效应变假定原理得出混凝土损伤本构模型;在峰值应变后采用Lognormal统计分布理论和等效应变假定原理得出混凝土损伤本构模型。通过试验验证,该分段式模型可以有效描述单轴受压状态下混凝土的损伤过程。     

Hardfill 材料非线性弹性本构模型研究

在砂砾料中掺入少量胶凝材料得到了一种新的低强度筑坝材料——Hardfill材料,其力学性能介于碾压混凝土和土石料之间,应力-应变关系具有明显的弹塑性性质和应变软化等特性.在已有研究的基础上,通过理论和数学分析,提出了能够反映Hardfill材料应变软化特性、参数物理意义较为明确的六参数非线性弹性本构模型,并给出了详细的参数确定过程.将该本构模型应用于坝高100m的Oyuk坝进行非线性有限元分析,结果表明:应用非线性本构模型计算所得坝体应力和变形分布规律与线弹性计算结果基本一致;因坝体应力水平较低,材料基本处于线弹性状态,非线性计算所得应力值与线弹性结果相差不大;而在坝趾等应力水平较高的部位,非线性计算所得应力集中值明显较小.     

基于损伤的混凝土拉压全过程本构模型研究

本文根据Ｗｅｉｂｕｌｌ统计分布理论，用唯象学的方法并从损伤研究入手推导出了混土在单向荷载作用下的员伤模型及其拉、压全过程本构模型；提示了损伤与材料固有力特性之间的关系。经检验，本文所推导出的全过程本构模型具有较好的适应性，而且是偏于“安全”的本构模型。     

混凝土短期荷载下变形的一个本构模型

（接上期）５　应力—应变增量关系加载曲面一般地表示为：　　ｒ２＝３ｒ２ｔ３－４（１－ｎ２）ｓｉｎ２θ（３４）式中的ｒｔ＝±ａｔ＋ｂｔσｍ＋ｃｔσ２ｍ－ｄｔ，等号右边的正、负号的选取应使得在σｍ的定义域内，ｒｔ≥０。分析二次曲线的系数ａｔ，ｂｔ，ｃｔ，ｄｔ可知，只需将上式写成：　　ｒｔ＝ｄｔ｜ｄｔ｜ａｔ＋ｂｔσｍ＋ｃｔσ２ｍ－ｄｔ（３５）加载曲面函数可写成：Ｆ（σｉｊ，ｆｃ）＝ｒ２１－４３〔１－ｎ２（σｍ）〕ｓｉｎ２θ－ｄｔ（ｆｃ）｜ｄｔ（ｆｃ）｜ａｔ（ｆｃ）＋ｂｔ（ｆｃ…     

碾压混凝土的正交异性损伤本构模型研究

根据碾压混凝土拱坝的结构特性与碾压混凝土材料的破坏特征，以Sidoroff各向异性损伤理论为基础，建立了碾压混凝土正交异性损伤本构模型；基于正交异性损伤模型的损伤传递方式，导出了碾压混凝土材料的损伤演化方程。以碾压混凝土在复杂应力下的试验资料，对碾压混凝土正交异性损伤本构模型进行了验证。     

钢纤维混凝土微平面本构模型

在B.P.Bazant等人提出的混凝土微平面本构模型M2的基础上，将微平面上的应力分解为体、偏、剪三个分量，与原有模型定义的微平面各分量应力-应变关系不同，通过分析各个分量的物理意义，定义了相应的应力-应变关系函数，即理想弹塑性函数。引入了破断应变的概念，当微平面应变达到破断应变后应力减为零。在此基础上，提出了钢钎维微平面模型，使得模型可以考虑钢纤维对混凝土的加强作用，并对已有单轴压缩和单轴拉伸试验数据进行拟合，结果表明，微平面本构模型能够较好模拟混凝土应力软化段，初步验证了本文所建议模型的合理性和正确性。     

钢纤维混凝土微平面本构模型

在混凝土微平面本构模型M2的基础上,将微平面上的应力分解为体、偏、剪三个分量,与原有模型定义的微平面各分量应力-应变关系不同,通过分析各个分量的物理意义,定义了相应的应力-应变关系函数,即理想弹塑性函数。引入了破断应变的概念,当微平面应变达到破断应变后应力减为零。在此基础上,提出了钢钎维微平面模型,使得模型可以考虑钢纤维对混凝土的加强作用,并对已有单轴压缩和单轴拉伸试验数据进行拟合,结果表明,微平面本构模型能够较好模拟混凝土应力软化段,初步验证了本文所建议模型的合理性和正确性。     

混凝土短期荷载下变形的一个本构模型

提出了一个混凝土一般应力状态下的变形模型。它建立在应变功硬化塑性增量流动理论的基础上，使用一个完整的二次型载荷函数，包含３个应力不变量，以模拟材料在拉、压应力偏量作用下的性质差异。为应用方便，文中详细列出数值计算步骤。     

单轴状态下混凝土的动力损伤本构模型

本文根据现有的混凝土静力损伤本构模型，结合混凝土在快速变形下的性能试验成果，提出一定的假定，推得混凝土的动力伤本构方程，经与单位和单压状态下的试验成果对比证实，本文提出的理论模型能够较好地描述真实变形过程。     

冻融损伤影响下河道再生混凝土本构模型研究

应力-应变的本构关系是混凝土材料重要研究内容。为了揭示冻融循环作用下再生混凝土的力学损伤规律,结合Weibull强度理论与混凝土抗压试验结果,建立了混凝土细观损伤统计模型。试验结果表明：冻融循环损伤作用使得混凝土在单轴荷载作用下破坏程度越来越明显;随着冻融循环次数从0次增加到120次,抗压强度和弹性模量呈指数型衰减规律,且破坏应变呈增大趋势;基于Weibull强度理论构建了考虑冻融循环影响的混凝土损伤本构模型,拟合求解了模型的形状参数m和尺度参数ε₀,并将冻融循环次数T引入至该模型中,通过对应力-应变曲线的实测与模型拟合结果进行比较,验证了理论模型的合理性。     

十字形钢筋混凝土轴心受压柱三维非线性数值模拟分析

异形柱以其明显优势在我国得到广泛应用。为了研究十字形钢筋混凝土轴心受压柱的性能,以拟静力试验为基础,采用有限元分析方法建立有限元模型,选取Mander约束本构模型,对轴心受压情况下的十字形钢筋混凝土柱进行力学性能分析,讨论了箍筋间距、混凝土强度、配筋率等因素对十字形钢筋混凝土柱力学性能的影响。结果表明箍筋间距、混凝土强度和配筋率对十字形钢筋混凝土柱受力性能的影响都较大。     

基于神经元网络的碾压混凝土材料剪切本构模型研究

碾压混凝土的分层形式对其力学性能有较大的影响．为了全面探讨碾压混凝土材料力学性能及为碾压混凝土结构数值分析提供材料参数，研究和建立了基于损伤的碾压混凝土材料剪切本构模型．由于现场原位抗剪（断）试验条件的限制，试验无法量测出试件的真实应变值．在考虑碾压层面点的强度、应变局部化效应的基础上，基于岩滩水电站现场碾压抗剪（断）试验结果，采用损伤模型的本构形式进行了碾压混凝土剪切本构研究，并建立了基于神经元网络的碾压混凝土剪切本构模型．     

混凝土坝抗震加固中钢筋混凝土的动力本构模型

基于复合材料细观力学和混凝土塑性损伤理论,针对混凝土坝抗震钢筋的分布形式和钢筋混凝土材料的力学特征,提出了钢筋单方向分布情况下钢筋混凝土材料的等效模量、等效强度的简化公式,在此基础上建立了整体式钢筋混凝土动力本构模型,并以Koyna坝为例,根据配筋前坝体的地震塑性损伤分析设置了配筋方案,分别运用整体式和分离式钢筋混凝土动力本构模型对该坝进行配筋计算,并进行了三维非线性地震响应时程分析,得到了两种不同配筋条件下坝体的拉应力损伤因子分布及坝顶动位移响应。结果表明,两种模型计算结果比较接近,配筋抗震措施能够明显地减小坝体损伤区的范围,整体式钢筋混凝土动力本构模型在满足计算精度的前提下可提高计算效率、简化模拟计算。     

高性能混凝土本构关系研究

本文主要介绍了高性能混凝土和普通混凝土在无减摩和减摩情况下的本构关系试验比较结果，着重对抗压极限强度，峰值压应变，应力－应变关系，弹性模量，泊松比，初裂应力等进行分析比较。研究表明：高性能混凝土与普通混凝土相比，压缩弹性阶段较长，弹性模量较高，两种混凝土峰值压应变、泊松比较接近，初裂应力都较大；减摩措施降低了这两种混凝土的抗压强度测值，普通混凝土的初裂应力和弹性模量测值，但减摩对高性能混凝土弹模影     

不同应变率下混凝土受压全过程的实验研究及其本构模型

本文完成了应变率由１０＾－５ｌ／ｓ－１０＾２ｌ／ｓ７个数量级范围内的混凝土受压试验，，发现应变率不同的全过程曲线具有很好的相似性，峰值应力和峰值应变随应变率的增加有所提高，但弹性模量基本不变。在此基础上，建立了考虑不同逆应变影响的损伤本构模型，其计算结果与实验吻合较好。     

全级配大体积混凝土的内时损伤本构模型

复杂应力状态下全级配大骨料混凝土的强度和变形是混凝土坝体等大体积混凝土结构非线性有限元全过程仿真分析所必需的重要资料。本文结合内时理论和损伤力学理论,在大量试验数据的基础上,考虑尺寸效应和骨料湿筛效应对损伤变量的影响,建立了适用于不同骨料级配混凝土的内时损伤本构模型。该模型不仅摆脱了一般弹塑性中屈服面的概念,而且反映了不同骨料级配混凝土受力时不同的损伤演变规律。应用本文建议的模型,计算了全级配混凝土以及湿筛二级配混凝土在不同应力状态下的应力-应变关系,所得结果与试验数据符合的较好,可作为拱坝及其他大骨料混凝土结构设计的依据。     

混凝土等效单轴应变本构模型中εic计算公式的改进

本文讨论了混凝土等效单轴应变本构模型中，相应用最大应力的等效单轴应变εｉｃ计算公式的不足，并根据现有的试验资料，以应力－应变曲线的实验值和计算值的误差达到最小为目标，反演得到εｉｃ计算公式，算例表明新的计算公式能得出更满意的结果。     

混凝土受压疲劳特性及损伤本构模型

基于边界面概念和损伤力学理论，建立了混凝土受压各向异性损伤模型。加载面、边界面方程均以损伤能量释放率表示。在能量释放率空间内，由加载面与初始损伤面、边界面之间的位置描述损伤状态。通过建立累积损伤与相应循环损伤能量释放率阈值之间的关系，确定了疲劳加载中极限断裂面的变化规律。利用变形唯一性假定，得到混凝土疲劳与单调加载的损伤量及应力应变之间的关系，为从全过程研究经历多种形式加载的混凝土性能退化规律奠定了基础。完成了混凝土单调加载、单级疲劳和多级疲劳继而单调加载试验，得到了模型中的参数。经比较，模型计算与试验结果吻合较好。