《混凝土本构关系研究现状及发展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土本构关系研究现状及发展（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、混凝土本构关系研究现状及发展混凝土本构关系研究现状及发展摘要摘要:对混凝土本构关系模型,从新兴交叉学科的研究成果对混凝土本构关系发展的影响和 在特定环境下混凝土本构关系的新成果两个角度来评析混凝土本构关系研究的发展。指出 为了适应混凝土的复杂加载和破坏的特点,将多种模式组合,如塑性断裂、粘弹塑性、塑性 损伤、内时塑性、内时损伤等理论交叉将会得到进一步加强。此外,有关动力分析、随机因 素的本构关系值得深入的探讨。 关键词:混凝土;本构关系;损耗;断裂0前言前言混凝土是由胶凝材料、骨料、水以及其它组分按适当的比例配合拌制成混合物,经过一 定时间硬化而成的,因此混凝土的综合力学和物理性质既取决于其各
2、组分的性质、配合比以 及各相之间力学、物理或化学的相互制约机理等要素,又与制作工艺和周围环境等有关系1 。就力学特性而言混凝土材料与相对比较均匀的金属材料相比要复杂得多。20 世纪60 年 代以来,对混凝土结构进行有限元分析的实践表明,误差的主要来源是所选用的混凝土本构 模型不能很好地描述材料的本构行为,因此对混凝土本构关系进行更精确的研究愈显必要2。 本文对混凝土本构模型的发展进行了简要回顾,综述了本构关系研究现状,提出了目前尚需 解决的主要问题和今后发展方向。1现有本构理论模型现有本构理论模型迄今为止,有关力学的各种理论都己被用作建立混凝土本构模型的理论依据。现有的混 凝土本构模型概括起来
3、主要有:(1)线弹性模型;(2)非线弹性模型;(3)塑性理论模型;(4)其 它力学理论类模型。其中,(1)、(3)类模型是将成熟的力学体系(即弹性力学和塑性力学理 论等) 的观点和方法作为基础,移植至混凝土;(4)类模型则是借鉴一些新兴的力学分支,如 粘性2弹(塑)性理论、内时理论、断裂力学、损伤力学等的概念和方法,结合混凝土的材料 特点推导出的;(2)类模型主要依据混凝土多轴试验的数据和规律,进行总结和回归分析得到 的。 现有各类本构模型的理论基础、观点和方法迥异,使用范围和计算结果差别大,很难确 认一个通用的混凝土本构模型,只能根据结构特点、应力范围和精度要求等加以适当选用。 至今,实际工
4、程中应用最广泛的还是源自试验、计算精度有保证、形式简明和使用方便的非 线弹性类本构模型3 。2混凝土本构关系研究现状及简析混凝土本构关系研究现状及简析近年来对混凝土本构关系的研究发展很快,但有相对的集中性,下面主要从两个角度来 评析混凝土本构关系研究的发展。2. 1 新兴交叉学科的研究成果对混凝土本构关系发展的影响新兴交叉学科的研究成果对混凝土本构关系发展的影响2. 1. 1 基于断裂力学的本构关系 (1) 线形本构模型。近年来一些研究者提出的基于粘聚力的裂缝扩展阻力曲线(KR 阻 力曲线) ,揭示了准脆性材料裂缝扩展过程中粘聚力与裂缝扩展阻力之间的关系,反映断裂 过程区软化特性的混凝土软化线
5、形本构关系与KR 阻力曲线的解析解密切相关4。(2) 非线形本构模型。为表达荷载2变形非线形关系的全过程,根据最小应变能原理,可 以导出钢筋混凝土裂缝开展角计算公式5。将开裂后混凝土应变分解成裂缝面的应变与完 好混凝土应变两部分,裂缝面上混凝土法向刚度取单轴受拉混凝土应力应变曲线的下降段刚 度,并保留裂缝面的剪切刚度以考虑骨料咬合与销栓作用,完好混凝土本构关系采用弹塑性本构模型,导出混凝土三维非正交弥散裂缝模型6(1)1111kcocrT iiiiDNDN 式中 , 为完好混凝土和开裂混凝土的本构矩阵。coDcrD对各种断裂类型的P - 试验全曲线进行处理后,拟合各2软化曲线的统一数学表 达式,推得相应的应力2应变本构关系7
