冲击荷载作用下混凝土缺陷模型细观损伤演化定量分析-论文.pdf

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1、振动与冲击第33卷第11期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK冲击荷载作用下混凝土缺陷模型细观损伤演化定量分析覃源，柴军瑞。，党发宁(1．西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程重点实验室，西安710048；2．三峡大学土木水电学院，湖北宜昌443002)摘要：通过对传统数字混凝土模型的改良，建立了带有内部缺陷的数字混凝土模型，在对内部缺陷分区的基础上，结合双折线损伤演化模型，对试件在三种速率冲击荷载作用下的细观损伤、应力和应变的分布规律进行了讨论，并对结果进行了定量描述，建立了混凝土材料细观损伤与宏观裂纹演化之间的联系，为混凝土材料的物理试验和

2、在工程中的应用起到了辅助作用。关键词：混凝土；冲击荷载，数值试验；内部缺陷；三点弯试验中图分类号：TU528文献标志码：ADOI：10．13465／j．cnki．iVS．2014．11．030QuantitativeanalysisformesoscopicdamageevolutionofaconcretemodelcontainingdefectsunderimpactloadQINYuan，CHAIJun—rui一，DANGFa—ning(1．StateKeyLaboratoryofECO—hydraulicEngineering，Xi’anUniver

3、sityofTechnologe，Xi’an710048，China；2．CollegeofCivil&HydropowerEngineering，Three—GorgeUniversity，Yichang443002，China)Abstract：Anumericalmodelofconcretecontaininginternaldefectswasestablishedbasedonthetraditionalrandomaggregatemode1．Themodelwaspartitionedintothreeparts，andbasedontheco

4、nduplicate—linedamageevolutionmodel，thedistributionlawofdamage，strainandstressunderthreedifferentkindsofimpactloadwasdiscussed，andtheresultsweredescribedquantitatively．Therelationshipbetweenmesoscopicdamageandmacroscopiccrackevolutionwasbuilt．Theresultsprovidedareferenceforbothphysi

5、caltestsandengineeringapplicationofconcretemateria1．Keywords：concrete；impactload；numericaltest；internaldefects；three—pointbendingtest混凝土是常见的工程材料，主要由人工或者机器郑丹等提出了基于静力本构和细观缺陷的混凝土动搅拌而成，其细观结构存在天然的裂缝、孑L洞是不可避力本构模型，Wu等建立了带有外部缺陷(人工切割免的，这些裂缝和孔洞可以看作是混凝土材料内部固的凹槽)的昆凝土梁模型，分析了}昆凝土梁的动力断裂有的缺陷。很多学者对混

6、凝土材料开展了大量研究，韧性。他们所采用的研究方法大致分为两种：物理试验法和由于混凝土材料细观结构随机性强，所以物理试数值模拟法。验结果随机性较大，可重复性低，在冲击荷载作用下试试验方面，人们对混凝土材料细观缺陷进行无损件细观结构的变化特点更难得到；而大部分数值试验，检测．Cheng等¨将红外热量图示测量法与弹性波相主要偏向于研究无缺陷或存在外部缺陷的混凝土试结合，成功探测了混凝土材料内部细观结构的缺陷。件，而对含有内部缺陷的混凝土试件在冲击荷载作用丁卫华等将便携式加载设备与cT技术相结合，研下力学特性的研究较少。制出与医用CT机配套的混凝土实时加载扫描设备，

7、得本文通过改进传统的建模方法，实现了混凝土材料到了材料内部细观缺陷的分布状况。数值模拟方面，内部缺陷化处理，建立了含有细观缺陷的混凝土随机骨料模型。并将缺陷单元进行分区，分析了不同速率冲击基金项目：水利部公益性行业科研专项(201201053—03)；国家自然科荷载作用下，内部缺陷对混凝土材料细观损伤的影响，总学基金项目(50879069)；教育部博士点基金(20096l18l10o07)；西安理工大学博士科研启动基金(106—211306)；陕西省重点科技创结了细观损伤发展对宏观裂纹演化的影响规律。新团队(2013KCT一15)1材料内部缺陷的建立收稿日期：

8、2013—03—25修改稿收到日期：2