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《基于混凝土损伤弹性本构_型断裂判据》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第29卷第3期青岛理工大学学报Vol.29No.32008JournalofQingdaoTechnologicalUniversity基于混凝土损伤弹性本构的Ⅱ型断裂判据李文博,于广明,孟丹,王爱华(青岛理工大学土木工程学院,青岛266033)摘要:以混凝土单轴拉压损伤为基础,把损伤理论引入混凝土的断裂分析中,给出受力单元弹性损伤本构关系,分析混凝土损伤的临界值,定义有效应力强度因子;推导出Ⅱ型裂纹损伤新的断裂依据,实现了断裂力学与损伤的有机结合;为混凝土的损伤断裂研究提供判据,也为混凝土结构的设计与维护提供理论依据.关键词:混凝土;断裂力学;损伤力学;本构关
2、系;Ⅱ型裂纹;判据+中图分类号:TU502.6文献标志码:A文章编号:1673—4602(2008)03—0022—05FractureCriterionforModeⅡCrackBasedonDamageElasticConstitutiveRelationofConcreteLIWen2bo,YUGuang2ming,MENGDan,WANGAi2hua(SchoolofCivilEngineering,QingdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266033,China)Abstract:Basedonthestudyofd
3、amagemechanismofconcretematerialsubjectedtouniaxialtensileandcompressivestress,thedamagetheoryisinductedintotheconcretefractureanal2ysisandtheelasticconstitutiverelationofdamageforconcreteelementispresented.Thispaperanalysesthecriticalvalueofconcretedamage,anddefinestheeffectivestres
4、sintensityfactorandthenthenewmodeⅡcrackdamagefracturecriterionisdeduced.Sothecombina2tionoffracturemechanicsanddamageisachieved.Itpresentsnewcriteriaabouttheconcretedamagefracturestudyandthedesignationandmaintenanceoftheconcretestructures.Keywords:concrete;fracturemechanics;damagemec
5、hanics;constitutiverelation;modeⅡcrack;criterion混凝土是当代土木工程中应用最广的建筑材料之一,研究其结构、功能和工况受力特征,合理确定本[122]构关系和建立破坏准则对混凝土结构设计和维护具有重要意义.但是混凝土是一种典型的非均匀多相材料,其内部包含许多天然孔洞和微裂纹,这些原始缺陷在荷载或温度等外部因素作用下不断演化发展,最终可能形成宏观裂缝,导致构件或结构的断裂破坏.这些微缺陷的存在与扩展,也是构件和结构强度、刚度、韧性降低的原因,这些导致材料和结构力学性能劣化的微观结构变化称为损伤.20世纪中叶Kacha2[
6、3]nov(1958)最早提出用连续性变量描述材料受损的连续性能变化过程.直到20世纪70年代,Lemaitre用连续介质力学和热力学研究了损伤对金属材料的弹性、塑性影响.随后Leckie和Hult研究了损伤和蠕变的耦合作用.20世纪80年代Murakami等从微裂纹尺度和几何分布方面研究损伤的各向异性及其对收稿日期:2007—11—09基金项目:建设部科技研究计划项目(0322230)作者简介:李文博(19812),男,山东莱西人.硕士研究生,研究方向是建筑物健康检测鉴定与加固.E2mail:ianliwenbo2000@sina.com.第3期李文博,等:基
7、于混凝土损伤弹性本构的Ⅱ型断裂判据23[4]材料的力学性能影响.最早将损伤力学应用于混凝土研究的是Dougil,Loland和Mazars模型,它们以损伤唯像理论为基础,即参照试验得出的应力-应变曲线,采用应变等价原理建立起单轴损伤模型,这些模型是典型的弹性各向同性损伤模型,即损伤变量都是标量;此外,分段线性损伤模型、分段曲线损伤模型等都属于这类模型.Krajcinoric模型体现了混凝土损伤的各向异性,它将混凝土看作是各向同性材料,但将损伤看作是各向异性;属于这种类型的还有Sidoroff损伤模型和正交异性损伤模型等.笔者在上述理论的基础上,结合弹塑性力学和损
8、伤力学的基本理论,以单轴
