混凝土早期損傷數(shù)值分析.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的大型混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)設(shè)施中得以應(yīng)用。在混凝土澆筑以后的開始幾天中，水泥水化等化學(xué)過程伴隨著溫度升高和體積變化。但是，因為混凝土這個階段的剛度相對比較低，體積的變化引起的應(yīng)力水平不高。隨著時間推移，混凝土的剛度提到很快。在混凝土硬化過程中，如果環(huán)境溫度下降，就會產(chǎn)生比較大的拉應(yīng)力。一旦應(yīng)力水平超過了混凝土的抗拉強度，達到破壞極限狀態(tài)，早期裂縫就開始發(fā)展。鑒于地下結(jié)構(gòu)防止?jié)B漏的要求，早期裂縫控制對于地下結(jié)構(gòu)

2、尤為重要。 損傷理論通過引入損傷變量對微觀破壞過程進行描述，可以準(zhǔn)確的對工程結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能發(fā)展進行預(yù)測。連續(xù)損傷力學(xué)現(xiàn)廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的剛度退化和開裂損傷過程的模擬。本文基于熱力學(xué)基本定理，將混凝土損傷理論于混凝土早期性能結(jié)合，研究混凝土早期損傷特性，并將研究成果數(shù)值實現(xiàn)，通過對室內(nèi)實驗過程的數(shù)值模擬，驗證理論的合理性。 本文的主要研究結(jié)論和成果如下： (1)從熱力學(xué)的基本理論出發(fā)，基于前人混凝土早期性能

3、研究和混凝土損傷研究的成果，提出一定的前提假設(shè)，簡化混凝土早期性能問題，建立混凝土早期損傷模型，統(tǒng)一描述混凝土早期變形特性和損傷特性。本文基于微元強度假設(shè)，分析了材料統(tǒng)計特性對混凝土宏觀強度影響，推導(dǎo)了考慮材料非均勻性的混凝土早期統(tǒng)計損傷模型。 (2)本文基于HPC實驗室現(xiàn)有的數(shù)值計算平臺OOFEA，編制了統(tǒng)一考慮混凝土早期產(chǎn)生的時變變形特性和損傷特性有限元分析程序。運用隨機數(shù)計算機發(fā)生器模擬混凝土材料的非均勻特性和隨機性，并在