混凝土高温力学特性与本构方程

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1、学兔兔www.xuetutu.com2014年第2期(总第292期)混凝土理论研究Number2in2014(TotalNo．292)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002-3550．2014．02．007混凝土高温力学特性与本构方程贾彬’，杨帆’，陶俊林’，姚华川(1．西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳621010；2．中煤科工集团重庆设计研究院，重庆400016)摘要：采用微波炉加热方法建立了一套有效的混凝土高温单轴压缩试验技术，获得混

2、凝土在温度为16～650℃时的应力应变曲线，试验结果分析表明混凝土经高温损伤后，混凝土强度下降，峰值应变增大，弹性模量减小。在此基础上，定义温度软化因子与损伤变量，以经典损伤理论模型为基础，借用混凝土微单元的强度概率分布函数，结合混凝土宏观高温力学特性，构建了一个统一方程来描述混凝土在高温时的受压损伤全过程，结果表明该混凝土本构模型与试验结果吻合较好，方程简单，物理参数含义明确，便于应用。关键词：混凝土；高温；本构关系；损伤模型中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(201

3、4)02—0025—04High-temperaturemechanicalbehaviorsandconstitutivemodelofconcrete似B抽，YANGFan，TAOJunlin，YAOHuachuan(1．SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，SouthwestUniversityofScienceandTechnolog，Mianyang621010，China；2．ChongqingResearchInstituteofChinaCoalT

4、echnologyandEngineeringGroupcorporation，Chongqing400016，China)Abstract：Aneffectivetechnologyabouttmiaxialcompressiontestofconcretewithhigh—temperaturewasestablishedbythemicrowaveheating．Gotmanystress—straincurvesoftheconcretewhosetemperaturechangedfrom16℃

5、to650℃．Thetestresultsshowedthatthestrengthofconcretedecreased，thepeakstrainincreasedandtheelasticmodulusdecreasedwhentheconcretewasathightemperature．Onthebasisoftheprecedingtestsresuhs，antemperaturesofteningfactorandadamagevariablesweredefined．Atthesameti

6、me，accordingtothemechanicalbehaviorsofhi曲一temperatureconcrete，basedonclassicdamagetheoryandconcretemicrocell’Sprobabilitydistillationfunctionofstrength，aunifiedequationwasputforwardtodescribethewholeprocessofhigh-temperatureconcrete’Sstress—strainrelation

7、sunderuniaxialcompression．Theequationwassimple，hadclearphysicalparametersandtalliedcloselywiththetestresults．Soitcanbeusedinengineering．Keywords：concrete；hightemperature；constitutiverelation；damagemodel、vi1lam．Wamke弹塑性屈服准则基础上发展了考虑脱水和0引言脱盐引起的材料损伤及化学塑性软化、塑性

8、应变硬化／软混凝土结构经常地或偶然地处于高温状态，如烟囱、冶化和吸力硬化的广义Willam．Wamke本构模型，以模拟高金车间、核安全壳及建筑火灾等。混凝土材料在高温环境下，温下混凝土的材料非线性行为。南建林等人同试验确定了与普通混凝土相比，其力学性能呈现出极大不同【-4]：随着不同温度一应力途径下混凝土强度与变形的变化规律，基温度的升高，混凝土的各项强度指标，包括抗压、抗弯、抗于试验数据，建立了温度一应力耦合本构关系。剪、抗