基于损伤理论混凝土材料在冻融作用下的本构模型研究

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1、硕士学位论文基于损伤理论混凝土材料在冻融作用下的本构模型研究STUDYONCONSTITUTIVEMODELOFCONCRETEMATERIALSUNDERFREEZE-THAWCYCLESBASEDONTHEDAMAGETHEORY孙铭哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU528.1学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文基于损伤理论混凝土材料在冻融作用下的本构模型研究硕士研究生：孙铭导师：邹超英教授申请学位：工学硕士学科：土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2018年6月授

2、予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU528.1U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONCONSTITUTIVEMODELOFCONCRETEMATERIALSUNDERFREEZE-THAWCYCLESBASEDONTHEDAMAGETHEORYCandidate：SunMingSupervisor：Prof.ZouChaoyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineerin

3、gSpeciality：CivilEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着混凝土结构服役年限的增加，混凝土材料耐久性问题日益严重。特别是对于我国北方部分寒冷地区，混凝土材料的冻融损伤更是影响结构耐久性的主要因素。本文以混凝土材料抗冻耐久性为研究背景，以探究混凝土冻融损伤演

4、化规律为目的，开展冻融循环作用下混凝土材料本构模型的研究，主要研究内容如下：1、根据混凝土材料的基本受力特征，研究基于Lee-Fenvas屈服准则的混凝土弹塑性损伤本构模型，建立屈服准则的内聚力函数修正方法，利用有限元软件ABAQUS平台，编制UMAT材料子程序并进行数值计算，通过与参考试验结果对比分析验证本构模型的有效性，同时建立修正参数的取值方法。2、通过对混凝土冻融参考试验的实测结果统计分析，研究冻融循环作用下混凝土材料力学性能劣化模型，建立混凝土材料在冻融循环作用下的材料劣化本构模型，并通过数值计算结果与相关试

5、验数据对比分析验证该本构模型的有效性。3、基于混凝土材料在冻融循环作用下的材料劣化弹塑性损伤本构模型，开展冻融循环作用下钢筋混凝土柱构件的抗震性能模拟，通过模拟结果与未考虑冻融劣化本构模型的模拟结果及试验结果分别进行对比，验证该本构模型的适用性。关键词：混凝土；冻融循环；本构模型；损伤理论；抗震性能I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeincreaseoftheservicelifeforconcretestructures,theproblemsonthedurabilityofconcret

6、ematerialsarenon-negligible.Especially,thedamagedegreeofconcretestructuresduetofreezingandthawingismoreprominentforthecoldregionsinnorthernChina.Inthispaper,basedonthefrost-resistantdurabilityofconcretematerials,theconstitutivemodelsofconcretematerialssubjectedt

7、ofreezingandthawingcyclesareinvestigated.Inordertoinvestigatetheevolutionlawofconcretefreeze-thawdamage,theconstitutivemodelofconcretematerialundertheeffectoffreeze-thawcycleswasstudied.Themainresearchcontentsareasfollowing:1.Accordingtothebasicforcecharacterist

8、icsofconcretematerials,theelasto-plasticdamageconstitutivemodelsofconcreteareinvestigatedbasedontheLee-Fenvasyieldcriterion.Themodifiedmethodofthecohesiveforcefunctio