粘性離散裂縫模型及其對(duì)混凝土尺寸效應(yīng)的模擬.pdf

1、比例邊界有限元法是一種新穎的半解析方法,它集成了邊界元法和有限元法各自的優(yōu)點(diǎn):和邊界元法一樣,這種方法僅需離散計(jì)算域的邊界;但它不需要基本解,因此比邊界元有更寬廣的應(yīng)用范圍。此外這種方法還具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),如它的位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)在徑向是解析的,這使得裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子可以從其定義直接推導(dǎo)出來,不需要使用傳統(tǒng)有限元法和邊界元法必須的網(wǎng)格加密或特殊奇異單元。本文運(yùn)用比例邊界有限元法對(duì)混凝土材料中粘性裂縫的擴(kuò)展進(jìn)行全自動(dòng)模擬。首先將計(jì)算域

2、劃分成若干子域,子域的個(gè)數(shù),尺寸和幾何形狀可以根據(jù)需要靈活確定。由于不需要進(jìn)行網(wǎng)格加密和使用奇異單元,網(wǎng)格重分程序變得和邊界元法中一樣簡(jiǎn)單,僅需要一些很少的網(wǎng)格改變。本文在前人發(fā)展的以線彈性斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)的網(wǎng)格重分程序上自動(dòng)增加非線性界面單元。采用粘性裂縫模型來模擬斷裂過程區(qū)。非線性方程通過局部弧長(zhǎng)法進(jìn)行求解。模型假定當(dāng)張開應(yīng)力強(qiáng)度因子K_I≥0的時(shí)候,裂縫擴(kuò)展,擴(kuò)展的方向由線彈性斷裂力學(xué)準(zhǔn)則決定。對(duì)裂縫開展過程中裂縫過程區(qū)的演化進(jìn)行了