混凝土类材料翼型裂纹模型及rfpa数值模拟验证

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1、学兔兔www.xuetutu.com2013年第11期(总第289期)混凝土理论研究Number1lin20l3(TotalNo289)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．39698．issn．1002—3550．2013．11．009混凝土类材料翼型裂纹模型及RFPA数值模拟验证卢玉斌，朱万成(1．两南科技大学制造过程测试技术教育部重点试验室，四川绵阳621010；2．东北大学岩石破裂与失稳研究中心，辽宁沈阳110004)摘要：翼型裂纹模型被广泛应用于混凝土类材料压剪断裂分析及损伤分析。针对较为典型的6种翼型裂纹应力强度【大I

2、子汁算模型，综合考虑主裂面方位、翼型裂纹方位、侧向同压及翼型裂纹当量长度的影响，对各计算模型进行了系统的对比分析；利用岩石破裂过程分析系统(RFPA)软件，进行了混凝土含中心预置裂纹的平板在轴向压缩荷载和不同侧向同压作用下破裂过程的数值模拟。数值模拟再现了不同侧向同水平下平板试样所表现出不同的破裂模式以及主裂纹的扩展过程，得到的破裂模式结果与翼型裂纹模型预测结果卜分吻合。最后综合得到一些有益的结论和建议，可为选用翼型裂纹计算模型进行脆性材料压剪断裂和损伤分析提供参考。关键词：岩石力学；翼裂纹模型；应力强度子；混凝土类材料；数值模拟中图分类号：TU528．01文

3、献标志码：A文章编号：1002—3550(2013)11—0032—05Comparisonofwingcrackmodelsforconcrete-likematerialsandRFPAnumericalsimulationverificationLUYubin，ZHUWancheng(1．MinistryofEducationKeyLaboratoryofTestingTechnologyforManufacturingProcess，SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMianyang621010，Chin

4、a；2．ResearchCenterforRockInstabilityandSeismicity，NortheasternUniversity，Shenyang110004，China)Abstract：Thewingcrackmodelhasbeenwidelyappliedinthedamageandfractureanalysisofconcrete-likematerials．Consideringsystematicallytheinfluenceofthemaincrackdirection，wingedcrackdirection，confin

5、ingpressureandthedimensionlesswingedcracklength．sixtypicalcalculatingmodelsforI-modelstressintensityfactorsarecompared．Rockfailureprocessanalysis(RFPA)codeisusedtOstudythefailureprocessofconcreteplateswithpre—existingcrackswhensubjectedtoaxialstaticloadinganddifferentconfiningpres—s

6、ures．Thenumericalsimulationreproducesthefailurecharacteristicsofconcreteplateswithdifferentconfiningpressures，andcomparewellwiththeexperimentalresults．Theseconclusionswouldbeusefulforthefurtherstudyofdamageandfractureofthebridlematerials．Keywords：rockmechanics；wingcrackmodel；stressi

7、ntensityfactor；concrete—likematerials；numericalsimulation应力集中，并最终导致裂尖附近张开型翼型裂纹的萌生l币I1()引言扩展。不少学者利用该模型建立了考虑材料内部微裂纹萌从细观层次来说，混凝土是由骨料、砂浆以及两者之生、自相似扩展或弯折扩展引起的材料宏观损伤演变方程。间的界面构成的复合结构材料。这类材料在压缩荷载作用Robet和EinsteinESI，Shen等19]，Wong和Chaut吸李银平等⋯。。]下的脆性破坏有两种情况：当没有围压或围压较小时，材料较详细地研究了脆性材料内部多裂纹的相互作州及聚

8、合一般呈轴向劈裂破坏(axialspl