扩展内嵌裂缝模型及其混凝土破坏全过程分析应用

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1、分类号：单位代码：密级：学号：硕士学位论文中文论文题目：扩展内嵌裂缝樓型及其混凝土破坏全过程分析应用英文论文题目：国家自然科学基金优秀青年科学基金（浙江省重点科技创新团队资助研究）申请人姓名：李锋波指导教师：吴建营教授合作导师：专业名称：结构工程研究方向：混凝土结构所在学院：建筑工程学院论文提交日期扩展内嵌裂缝模型及其混凝土破坏全过程分析应用義论文作者签名：立“欢指导教师签名：论文评阅人闰东明副教授浙江大学建筑工程学院评阅人任晓丹副教授同济大学评阅人评阅人评阅人答辩委员会主席杨杨教授浙江工业大学委员徐世烺教授浙江大学建筑工程学院委员东明副

2、教授浙江大学建筑工程学院委员李庆华副教授浙江大学建筑工程学院委员王激扬副教授浙江大学建筑工程学院委员答辩日期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文屮特别加以标注和致谢的地方外，论文屮不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交

3、论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导帅签名：签字日期：列兮年月巧■日签字日期：年月）学位论文作者毕业后去向：工作舉位：话浙江大学硕士学位论文摘要摘要混凝土裂缝的非线性演化和扩展是导致结构完整性降低甚至破坏的罪魁祸首，因此客观准确地反映裂缝非线性演化对材料力学性能劣化和结构损伤破坏过程的影响规律十分重要。裂缝数值模拟方法作为物理实验的有益补充，在混凝土结构精细

4、化分析和设计方面正发挥着愈加重要的作用。基于位移场强不连续问题的多尺度统一表述，本文提出了一种同时满足变形协调和牵引力连续条件的扩展内嵌裂缝模型。当选取具有明确物理意义的裂缝节点裂缝与单元边的交点）位移跳跃作为增强自由度，并考虑裂缝两侧相对刚体运动刚体平动以及刚体转动）和切向拉伸两种不连续模式时，不仅能够有效地解决传统内嵌裂缝模型仅能考虑定常位移跳跃而导致的应力闭锁问题，还能保证裂缝张开位移在相邻单元间的连续性。此外，结合裂缝跟踪算法，本文还详细给出了建议模型的有限元实现方法。通过轴向受拉、受弯和单侧受拉三个单元测试，初步验证了模型理论的

5、有效性、数值计算方法的稳定性，且可有效避免应力闭锁问题。进一步对三点弯曲梁、楔入劈拉试件、单边缺口梁、双边缺口板等混凝土结构型和混合型破坏标准试验进行了数值分析。分析得到的裂缝路径和荷载位移曲线均与试验结果或文献结果吻合良好，验证了裂缝跟踪算法对于预测任意裂缝路径的有效性；同时分析结果也表明建议模型具有较高的粗网格精度和良好的数值健壮性，并且不存在明显的应力闭锁问题。关键词：混凝土损伤与破坏强不连续有限元方法内嵌裂缝应力闭锁浙江大学硕士学位论文致谢致谢在完成终稿的今天，在敲完最后一个句号的时刻，我的思想同周围凝固的热气一样停驻了，思绪万千

6、，心情久久不能平静。光阴似箭，白驹过隙，转眼间三年研究生生活即将成为过去，相信这三年的学习、科研生活注定将成为我人生中的一段重要旅程。三年来，太多人给予了我关心和帮助，使我终身受益，我真心地感谢他们。首先要感谢的是我的恩师吴建营教授。在三年的求学道路上，吴老师渊博的知识、严谨求实的学风、忘我的工作精神给我留下了非常深刻的印象，为我树立了一个优秀的学者和科研工作者的典范，并永远是我学习的楷模。同时吴老师在生活上平易近人、为人师表，这些优秀的品质都是我需要学习的宝贵财富。感谢课题组的徐世烺老师、杨贞军老师、李庆华老师、闫东明老师、王激扬老师、

7、李贺东老师、张麒老师和曾强老师在我课题研究和论文撰写过程中对我的指导和帮助。在课题的研究过程中，也得到了课题组吴瑶、刘金涛、高翔、沈玲华、、黄博滔、赵昕、吕瑶、穆富江等博士生，陈士堃、周宝民、周斌、余秀丽、王飞、刘康华等硕士生的帮助，也和他们结下了深厚的友谊。感谢我的家人，特别是我的女朋友，对我读研深造的理解与支持。他们一直是我最强大的后盾，他们的教导和鼓励是我不断前进的动力，是我不断向上的源泉。此外，还要感谢国家自然科学基金优秀青年科学基金和浙江省重点科技创新团队对本文研究的资助。慈母手中线，游子身上衣；临行密密缝，意恐迟迟归；谁言寸草

8、心，报得三春晖。最后，感谢我亲爱的母校一一浙江大学，并希望自己能铭记这土地上流逝的岁月！李锋波浙江大学硕士学位论文摘要浙江大学硕士学位论文摘要浙江大学硕士学位论文图目录图目录混凝土在重大土木工