混凝土损伤本构理论研究综述

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1、第30卷第3期水利水电科技进展2010年6月Vo1．30No．3AdvancesinScienceandTechnologyofWaterResourcesJan．2010DOI：10．3880／j．issn．1006—7647．2010．03．022混凝土损伤本构理论研究综述何建涛，马怀发，陈厚群(中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心，北京100048)摘要：首先论述混凝土本构模型研究的重要性，并说明损伤力学理论较适于构建混凝土本构模型；然后对损伤变量的定义、损伤演化方程的确定、损伤本构模型的建立以及如何考虑不可恢复变形与率效应进行较为详细的论述；最

2、后就混凝土损伤本构模型的发展方向提出了看法。关键词：混凝土本构模型；损伤力学；率效应；综述中图分类号：TV431文献标识码：A文章编号：1006—7647(2010)03—0089—06Researchreviewonconcretedamageconstitutivetheory／／HEJian—tao，MAHuai—fa，CHENHou—qun(EarthquakeEngineeringResearchCenter，ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch，Being100048，Chin

3、a)Abstract：First．theimportanceofresearchesonconcreteconstitutivemodelswaspresented．Thetheoryofdamagemechanicswasshowntobesuitablefortheestablishmentofconcreteconstitutivemodels．Then，thedefinitionofdamagevariables，thedeterminationofdamageevolutionequations．theestablishmentofconcre

4、teconstitutivemodelsaswellashowtoconsidertheirreversiHedeformationandstrainrateeffectwerediscussed．Finally，someopinionsaboutthedevelopmentdirectionofconcretedamageconstitutivemodelswereproposed．Keywords：concreteconstitutivemodel；damagemechanics；strainrateefect：review混凝土由于具有抗压强度高、

5、耐久性好、适应性伤理论(又称连续损伤力学或唯象损伤力学)假定材强、能够和钢筋较好地共同工作等优点，在很多领域料均质、裂缝均布、损伤非局部，基于连续介质力学得到了广泛应用。混凝土的力学性能受很多因素影和不可逆热力学，在本构模型中引入损伤变量表征响‘，非常复杂，目前主要采用试验和数值模拟2种方微观缺陷对材料宏观力学性质的影响，构造带有损法进行研究。在数值模拟方法中，有限元法由于其伤变量的本构模型和损伤演化方程来真实地描述受适用性强而最为常用。然而，在采用有限元法研究损材料的宏观力学行为，通过试验拟合有关材料参混凝土结构的力学性能时，不可避免地会遇到一个数。由

6、于微观、细观损伤理论是从微、细结构层次上问题，即如何构造合理的混凝土本构模型和相应的研究损伤的形态和演化，而宏观损伤理论模拟的是破坏准则。材料微观、细观损伤的宏观响应，因此宏观损伤理论目前，混凝土本构模型的研究主要采用弹性力更容易被关心实际应用的工程人员所接受。学理论、塑性力学理论、内蕴时间理论、断裂力学理应用损伤力学分析问题可分为3个步骤_5j：论、损伤力学理论以及上述理论的组合_1七J。混凝土①认清缺陷(如微裂缝)如何影响材料的宏观性能，材料的性能在很大程度上取决于其内部微裂缝。在定义合适的损伤变量以描述这种缺陷；②建立损伤荷载作用下，混凝土内部的微

7、裂缝会扩展和汇合，最变量演化法则，反映应力和应变的发展如何引起新后形成宏观裂缝，导致强度、刚度等性能的劣化甚至的材料损伤；③对已建立的损伤本构模型和力学基材料的破坏，即材料发生损伤。而损伤力学正是研本方程进行求解，预测混凝土结构宏观缺陷(如裂究材料损伤的物理过程及其对材料行为影响的一门缝)的产生和发展直至结构失效的过程。固体力学分支学科。根据特征尺度和研究方法，损1损伤变量的定义伤理论分为微观、细观和宏观损伤理论4J。其中，微观、细观损伤理论的研究虽已取得一定进展，但要实损伤力学首先必须定义合适的损伤变量以表征际应用尚存在相当难度，仍需进一步研究。宏观损

8、材料微观缺陷对宏观力学性能的影响。由于材料的基金项目：国家自然科学重点基金(90