混凝土动力损伤本构关系基研理论和应用

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1、万方数据第38卷第5期206年5月哈尔滨工业大学学报JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYV01．38N0．5Mav2006混凝土动力损伤本构关系的基础理论及应用杜荣强，林皋(大连理工大学土木水利学院，辽宁大连116024，E-mail：lon鹊d@163)摘要：概括了建立混凝土动力损伤本构模型的基础理论，简述了应用这些基本理论在建立混凝土动损伤本构方面的应用，对相关研究的特点和不足做了分析，为进一步建立科学合理实用的混凝土动损伤本构提供较全面的理论总结和前瞻性启发，对相关理论的发展趋势做了展望，为这方面的工作提供指导．关键词：混凝土；动力损伤本构模型；连续

2、介质力学；热力学中图分类号：Tu528．01；0346．5文献标识码：A文章编号：0367—6234(2006)05—0746—06Fundamentalss岫marizingandpre订e耐ngforconcretedyn锄icdamageconstitutiVemodelDURong—qiang，LINGao(school0fcjvilandHydraulicEn西ne蒯ng，D蛐anuniversityofTechn0109y，Daljan116024，cbina，E—mail：l伽gqd@163)Abstract：Keytheoriesandappmachesonestablish

3、ingdynamicdamageconstitutiVemodelforconcreteareoutlined，whichjncludecontinuummechanics，damagemechanics，clasSicplasticitymechanics，continuumthe珊odynamicscontainingintemalvariabletheory，micr0一mesomechanicsandendochmnictheory．Constmc—tingscientificandreasonabledynamicdamagemodelf矗concreterequiresknowi

4、ngthosetheorieswell．BriefdescriptionhasbeenmadeonapplicationsandtheirchaI．actedsticsaswellasshoItcomings．Then．endsf．orthesestudiesarepreviewed．Keywords：concrete；dynamicdamageconstitutivemodel；continuummechanics；the珊odynamics大量的试验和研究表明：混凝土是率敏感材料，其强度、弹性模量和韧性(脆性)等力学性质都和加载速率相关．在地震、撞击、爆炸等不同性质动态荷载作用下，混凝土

5、表现出不同的特性¨‘4J．但是在工程实践中，这种差异常常被不恰当地、甚至过分地予以简化．例如，在我国现行水工建筑物抗震设计规范中就规定地震作用下混凝土大坝的动态强度和动态弹性模量的标准值可较其静态标准值提高30％．显然，由于对混凝土动态力学特性的简化，不区分大坝的具体结构特点(如材料分区等)和振动特性，也不考虑地震波的特点，将会不能真实地反映结构在地震作用下的实际工作情况．混凝土动力特性研究的一个重要收稿日期：2004一08—25．基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(50139010)．作者简介：杜荣强(1973一)，男，博士研究生；林皋(1929一)，男，教授，博士生导师，中国科学院院

6、士．方面是混凝土损伤．对混凝土动态应力一应变关系的研究表明，在弹性阶段混凝土的率性影响并不明显，但是在临近破坏阶段，混凝土的率性影响就起着非常重要的作用"J．所以，结构动态特性的研究常常需要和混凝土的损伤研究结合进行．这能反映混凝土的软化和强度下降∞J，为混凝土结构的静动破坏分析提供了和断裂力学不同的思路，并吸引着将损伤和断裂结合以更好地考虑混凝土结构破坏的相关研究．在实验和实践基础上，已建立起了含率因素的动态本构关系如粘弹性模型、过应力模型、拟线性模型和粘塑性模型‘7叫1以及基于非平衡不可逆热力学过程和内变量理论的本构模型等¨0。．经发展，已有一些混凝土动力分析率型本构模型得到应用¨卜12

7、J．然而，这些模型均没有考虑损伤因素，因此，需要相应的工作将之引申到既能描述动力性质，又可以体现损伤因素的方面来．在这方面，万方数据第5期杜荣强，等：混凝土动力损伤本构关系的基础理论及应用李庆斌等¨3—71和刘军‘181分别根据实验资料做了有成效的工作，建议了描述混凝土动力损伤的本构关系并作了相关的试验分析．鉴于混凝土动力损伤本构模型理论尚不系统，本文不就混凝土的材料、结构试验方面做较多论述，而着重于概括这方