基于损伤理论的混凝土双轴压本构模型

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1、第 44卷第 1期中南大学学报(自然科学版)Vol.44No.12013年 1月JournalofCentralSouth University(Scienceand Technology)Jan. 2013基于损伤理论的混凝土双轴压本构模型1, 23商怀帅，杨鲁生(1.青岛理工大学土木工程学院,山东青岛，266033;2.大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连，116023；3.潍坊市市政工程建设处，山东潍坊，261031) 摘要：对快速冻融循环作用后的普通混凝土进行双轴压试验研究，测得其双轴压应力−应变关系曲线。根据Weibull统计分布理论和等效应变假定原理，建立基于

2、损伤理论并考虑应力比影响的普通混凝土双轴压本构模型。研究结果表明：该模型可以有效地描述双轴压荷载作用下普通混凝土的本构关系。关键词：混凝土；冻融循环；双轴压；损伤理论；本构模型中图分类号：TU375 文献标志码：A文章编号：1672−7207(2013)01−0340−05Constitutive model of damage of concrete underbiaxial compression1, 23SHANGHuaishuai,YANGLusheng (1.SchoolofCivilEngineering,QingdaoTechnologicalUniversity,Qing

3、dao266033,China;2.StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysis forIndustrialEquipment,DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China;3.EngineeringConstruction DepartmentofWeifangMunicipal,Weifang261031,China)Abstract:The strengthexperimentsofplain concrete afterfreezethawcyclesunderbiaxialcompression 

4、were studied.The stress−strainrelationship ofspecimensafterfreezethawcycleswasmeasured.Onthe basisofdamage modelofconcrete underuniaxialcompression,the constitutive modelofdamage wasfounded accordingtotheWeibulldistribution phenomenologicalmethod andequivalentstrain hypothesistheoryconsideringthe

5、stressratioofconcrete underbiaxialcompression.The resultsshowthatthe givenmodelcandescribe themechanicalcapabilityofplain concrete underbiaxialcompression afterfreeze−thawcycles.Keywords:concrete;freeze−thawcycles;biaxialcompression;damage theory;constitutivemodel强度和耐久性是混凝土结构的2个重要指标。混融循环作用后普通混凝土在

6、多轴应力状态下的变形特凝土的耐久性是使用期内混凝土保证正常功能的能性，对于合理的结构设计具有重要意义。由于试验操力，关系结构物的使用寿命。而冻融循环作用是影响作困难，目前，国内外对这方面的研究工作集中在研普通混凝土耐久性的一个十分重要的因素。北方寒冷究冻融循环后普通混凝土的质量损失、动弹性模量的地区的许多已建工程在实际使用过程中，由于受环境变化，而关于其在多轴应力状态下变形特性的研究很气候的影响，或多或少地存在混凝土被冻融破坏，并少。随着计算机技术的迅速发展,有限元法在混凝土且这些结构一般处于复杂应力状态下：因此，研究冻和钢筋混凝土结构分析中得到广泛应用，迫切需要建收稿日期：2011−1

7、2−25；修回日期：2012−03−12基金项目：国家自然科学基金资助项目(51208273)；山东省高等学校科技计划项目(J12LG07)；大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室研究基金资助项目(GZ1206)通信作者：商怀帅(1980−)，男，山东潍坊人，副教授，从事结构工程研究；电话：15092260928；Email: shanghuaishuai@163.com第 1期商怀帅，等：基于损伤理论的混凝土双轴压本构模型34