混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的有限元模擬.pdf

1、混凝土材料在承受荷載前，其內(nèi)部就已經(jīng)存在許多微小裂紋，在外部荷載的作用下，這些微小裂紋進(jìn)一步發(fā)展形成宏觀裂縫而導(dǎo)致破壞?；炷敛牧显诤暧^裂縫發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展前，存在著緩慢的穩(wěn)定裂縫增長階段，其裂縫尖端附近存在著一個(gè)微裂區(qū)。當(dāng)裂縫增長而形成塑性區(qū)或微裂區(qū)時(shí)，都要消耗更多的外力功。所以線性斷裂力學(xué)的判據(jù)就不能使用，必須采用非線性斷裂力學(xué)的分析方法來確定混凝土材料的斷裂判據(jù)。在對(duì)帶裂縫的混凝土的工作性質(zhì)進(jìn)行分析時(shí)，必須采用一個(gè)較好的斷裂模型。本文

2、主要闡述了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫分析中幾種常用斷裂模型的研究現(xiàn)狀及其主要特點(diǎn)，以便為混凝土裂縫分析中選用合適的斷裂模型提供參考；建立了一個(gè)基于能量理論的斷裂準(zhǔn)則；一個(gè)“插入-分離”的網(wǎng)格重分算法和一個(gè)直接插入的網(wǎng)格映射法；開發(fā)了一個(gè)非線性方程的數(shù)值解法，此解法能夠解決跳躍和后跳現(xiàn)象。因?yàn)榫哂袘?yīng)變軟化材料的混凝土荷載-撓度曲線在極值點(diǎn)附近往往出現(xiàn)跳躍或后跳特性。針對(duì)此，描述了一種適合具有混凝土材料拉應(yīng)變軟化的局部弧長法，是弧長法的一種改進(jìn)。這種方

3、法基本采用相對(duì)位移參數(shù)結(jié)合結(jié)構(gòu)中局部裂縫區(qū)的約束方程；利用有限單元法對(duì)四點(diǎn)剪切混凝土梁混合裂縫進(jìn)行計(jì)算，對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行了分析，說明了局部弧長法的優(yōu)越性；并分別指出了切口深度以及彈性模量對(duì)裂縫口滑動(dòng)位移的影響；并能準(zhǔn)確有效計(jì)算荷載位移曲線及其作用點(diǎn)的撓度曲線。采用預(yù)設(shè)裂縫單元嵌入算法，在受到自重和水壓力作用下，對(duì)混凝土重力壩壩踵預(yù)制裂縫擴(kuò)展軌跡進(jìn)行模擬；并且當(dāng)壩基巖體材料不同對(duì)這預(yù)制裂縫擴(kuò)展軌跡的影響進(jìn)行比較。分析結(jié)果表明，采用預(yù)設(shè)裂縫單