腐蝕混凝土單軸受壓本構(gòu)模型及其在混凝土構(gòu)件力學(xué)性能分析中的應(yīng)用.pdf

1、混凝土腐蝕是一個復(fù)雜的變化過程，其材料性能在腐蝕過程中發(fā)生了劣化。盡管混凝土在各種腐蝕介質(zhì)下的腐蝕機(jī)理已經(jīng)比較清楚，但是對腐蝕及腐蝕混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能的定量分析還需要進(jìn)一步的研究。 本文在腐蝕混凝土試驗基礎(chǔ)上，應(yīng)用損傷力學(xué)理論，結(jié)合已有的混凝土損傷本構(gòu)模型，推導(dǎo)了一種腐蝕混凝土單軸受壓本構(gòu)模型，并將該模型應(yīng)用到腐蝕鋼筋混凝土構(gòu)件的有限元分析中。本文主要做了以下幾個方面的工作： 1)總結(jié)了各種腐蝕介質(zhì)對鋼筋和混凝土的腐蝕

2、機(jī)理； 2)通過對腐蝕混凝土試驗數(shù)據(jù)的分析，引入反映腐蝕介質(zhì)和腐蝕時間的參數(shù)，推導(dǎo)了腐蝕混凝土的單軸損傷本構(gòu)模型，并采用Matlab6.0擬和了試驗得出的腐蝕混凝土的應(yīng)力－應(yīng)變曲線，確定了腐蝕參數(shù)。 3)采用C++語言編制了可以考慮材料非線性的梁單元有限元程序，對高濃度海水腐蝕下的鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行了有限元分析。 混凝土受腐蝕后，單軸受壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線的上升段分成了兩段，第一上升段的斜率遠(yuǎn)小于第二上升段；與未腐蝕

3、混凝土相比，曲線下降段前部分變尖，后部分變平緩。腐蝕降低了混凝土的彈性模量、峰值應(yīng)力，增加了混凝土的極限應(yīng)變。本文建立了兩段式的腐蝕混凝土單軸受壓本構(gòu)模型，與試驗數(shù)據(jù)比較符合。只要借助試驗或參考已有的試驗數(shù)據(jù)，確定相關(guān)的腐蝕參數(shù)，就可以建立腐蝕混凝土單軸受壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線。在腐蝕鋼筋混凝土構(gòu)件的有限元分析中，腐蝕混凝土本構(gòu)模型比一般的混凝土本構(gòu)模型更準(zhǔn)確的反映混凝土腐蝕對構(gòu)件力學(xué)性能的影響。隨著腐蝕程度的加深，受腐蝕混凝土本構(gòu)模型對應(yīng)的