用细观单元等效化方法模拟混凝土细观破坏

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1、学兔兔www.xuetutu.com第34卷第6期JournalofCivil。A土rc木hit建ect筑ura与l&环E境nvir工on程mentalEngineeringVo1．34No．62012年12月Dee．2O12doi：10．3969／j．issn．1674—4764．2012．06．001用细观单元等效化方法模拟混凝土细观破坏杜修力，金浏(北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京100124)摘要：从非连续介质力学角度出发，提出了1种能准确模拟混凝土断裂破坏过程的细观单元等效化方法，推导混凝土细观单元的等效力学行为并数值验证了其合理性。基于细观单元等效化模型，采用

2、扩展有限元法对单轴拉伸条件下湿筛混凝土试件的裂纹扩展过程及宏观力学性能进行数值模拟，并与细观随机骨料模型结果进行对比。结果表明：与随机骨料模型相比，细观单元等效化模型大大减小了体系自由度，在较低计算量的情况下可以获得与之较吻合的裂纹扩展路径及宏观力学性能，充分展现了该力学模型的准确性和高效性。关键词：混凝土；细观单元等效化；扩展有限元法；断裂破坏；宏观力学性能中图分类号：TU528．1文献标志码：A文章编号：1674—4764(2012)06—0001—07SimulationofConcreteMeso-FailureProcesswithMesoElementEquivalentMeth

3、odDUXiulf，JINLiu(TheKeyLaboratoryofUrbanSecurityandDisasterEngineering，MinistryofEducation，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，P．R．China)Abstract：Startingfromthenon—continuummechanics，amesoelementequivalentmodelwasproposedtosimulatethefailureprocessofconcrete．Theequivalentmechanicalbehavior

4、sofconcretemesoelementwerededucedtheoreticallyandverifiedbynumericalsimulation．Basedonthemesoelementequivalentmodel，thefailureprocessandmacromechanicalpropertiesofwet—screenedconcreteunderuniaxialtensileweresimulatedwiththeextended—finiteelementmethod．Andtheresultsofmesoelementequivalentmodelwereco

5、mparedwiththoseofrandomaggregatemode1．Theresultsindicatethat，comparedwithrandomaggregatemodel，thedegreesoffreedomofthestructuralsystemdecreasegreatly，andthecrackpropagationpathandthemacroscopicmechanicalpropertiesobtainedfromthemesoelementequivalentmodelareconsistentwiththerandomaggregatemodel，whic

6、hreflectstheaccuracyandefficiencyfullyofthemechanicalmode1．Keywords：concrete；mesoelementequivalence；extendedfiniteelementmethod；failure；macro—mechanicalproperties混凝土是典型的非均匀材料，其复杂的破坏机生、扩展、贯通，直到最后宏观裂纹产生导致混凝土理及宏观力学特性是研究者一直关注的问题。混凝失稳破裂的过程。土类非均质材料的破坏过程实际上就是微裂纹萌对于非均匀混凝土材料问题，学术界进行了长收稿日期：2012—03—10基金项目：973

7、计划项目(2011CB013600)；国家自然科学基金项目(508380O1)；北京市重大项目(8100001)：北京工业大学创新基金(YB201207)作者简介：杜修力(1963一)，男，教授，博士生导师，主要从事地震工程学研究，(E-mail)duxiuli@bjut．edu．cn。学兔兔www.xuetutu.com土木建筑与环境工程第34卷期的探索，在近3O年来已取得了很大的进展，提出型，首先在混凝土