考虑材料非均质性影响的混凝土破坏过程模拟

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1、来兩大聲硕击学位论文考虑材料非均质性影响的混凝±破坏过程模拟专业名称：工糧力学研究生姓名：张佳超导师姓名：郭力副教授中国南京东南大学ＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＣＯＮＣＲＥＴＥＦＡＩＬＵＲＥＰＲＯＣＥＳＳＷＩＴＨＣＯＮＳＩＤＥＲＩＮＧＨＥＴＥＲＯＧＥＮＥＯＵＳＭＡＴＥＲＩＡＬＰＲＯＰＥＲＴＹＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＢＹＣｈａｏ－ＪｉａＺ

2、ｈａｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＧＵＯＬｉＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｒｉｌ２０１５ｐ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加［＾１标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，一也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明井表示了谢意。研巧生签名；

3、日期；１ＭＶ冬令争今东南大学学位论文使用巧权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研充生院办理。＇研巧牛豁名、：營师寐名；日期）３：如［ｍ摘要从细观层次着手，将混凝±视为由骨料、砂浆及二者之间的界面层（打ｚ）所组成的三相复

4、合材料，建立了包含球形和楠球形晉料的混凝±Ｈ维体积元模型。模拟了混凝一±单轴拉圧破坏过程，探讨了ＩＴＺ过渡区缺陷对破坏过程的影响。进步模拟了混凝王在循环荷载下的力学行为，通过修正混凝±塑椎损伤模型，实现了对混凝止循环荷载下裂缝闭合行为的模拟。主要完成的工作如下：对现有的混凝±材料破坏模拟方法进行了总结，归纳和分析了混凝±宏观和细观破坏模型。依据文献中的试验数据，拟合反演得到混凝±塑性损伤模型中的相关参数，给出了模拟分析中需要的不同强度混凝±的应力应变关系曲线。在代表性体积元的基础上，建立了不同级配混凝王的计算模型。建立了球形和楠球形骨料

5、的Ｓ维模型，模拟分析了混凝±单轴拉压的破坏过程。结果显示混凝止在单向拉压破坏过程中，薄弱的ＩＴＺ层诱导了混凝王内部的起裂过程。建立了具有不同ＩＴＺ层强度的混凝±模型，模巧结果显示ＩＴＺ层强度对极限荷载曲线Ｗ及损伤演化曲线影响显著，ＩＴＺ层强度越低极限荷载越低。通过控制变量法比较不同短长轴比值的楠球骨料模型对混凝止的应力应变曲线的影响，发现骨料的短长轴比值越大，混凝主的破坏软化过程越迅速。建立了均质和包含Ｈ维骨料非均质性影响的两类钢筋混凝±梁模型一，结果表明局部的非均质性导致混凝±的拉压极限荷载Ｗ及弹性模量均有定程度的下降。将这两类模型模拟得到的荷载和

6、跨中烧度曲线与报道的试验曲线进行对比，发现非均质模型的加载曲线更接近试验曲线。对塑性损伤（ＣＤＰ）模型进行了修正，修正后的ＣＤＰ模型可抖更高效地模拟混凝。±中裂缝的闭合行为模拟发现混凝±在弹性阶段，由于材料的非均质性导致ＩＴＺ层更易产生初始损伤，对后期裂纹的扩展影响显著。模拟分析了循环载荷下实际钢筋混凝±柱的破坏过程，结果表明修正的ＣＤＰ模型可Ｗ有效地模巧钢筋混凝止滞回曲线中的捏扰现象。同时模巧了循环荷载作用下考虑非均质影响的混凝±代表体元的破坏过程，结果显示ＩＴＺ层强度不仅对代表体元的等效弹性模量Ｗ及极限荷载有较大的影响，而且对宏观破坏面的几何

7、特征起到关键的作用，较小的ＩＴＺ层强度差异将导致破坏面的显著转移。混凝±的骨料随机性导致了捏微差别的ＩＴＺ强度模型发展出不同的宏观破坏面，循环荷载作用下骨料的随机性是代表体积元模型对ＩＴＺ层强度敏感的主要来源。：混凝止关键词，Ｈ相模型，ＩＴＺ过渡区．滞回曲线细观损伤，ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＩ－ｍｏｒｎｉｈｉｎｎｒｅａｅａｒｔｈｉｓ化ｅｓｉｓｃｏｎｃｒｅｔａｋｅｎａｔｒｅｅｈａｓｅｃｏｍｏｓｔｅｓｃｏｓｋｔｉｏｆａｇｇｔｔ，ｔｅ