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188宝金博页面版: 混凝土准脆性界面裂纹本构模型比较

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第 !" 卷第 ! 期%&’(!" )&(!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!##" 年 $ 月*>;( !##"*+,-./01 2. 3/20./0 -.+ 40/5.&’&6!7 &8 9-:0; <01&=;/01基金项目 : 国家自 然科学基金资助项目 (?#$"!#"!);辽宁省188宝金博页面版厅重大基础攻关计划资助项目 (!##@A#B@)作者简介: 沈新普 (?CDB —),男,河北清河人,教授,博士,从事固体损伤塑性本构研究。 EFG-2’: H2.>=150.I,2>( 12.-( /&G混凝土准脆性界面裂纹本构模型比较沈新普,沈国晓,周琳(沈阳工业大学建筑工程学院,辽宁 沈阳??##!B)摘要: 以混凝土界面断裂分析为目 的, 选取若干典型的层间界面准脆性断裂的本构模型进行分析和数值模拟对比研究。 在局部本构水平上, 采用 这些界面裂纹本构模型, 对各种载荷工况下材料的准脆性断裂行为进行数值模拟。 在对选择的典型黏性界面裂纹进行定性分析比较时着重考虑以下两点:!采用 选择的模型对 J 型裂纹和 JJ 型裂纹的断裂行为进行数值计算;"对混合型断裂载荷作用下模型的扩容行为特性进行数值分析。 通过对数值结果的分析比较得出 结论: 库仑型裂纹模型比较适合模拟复杂载荷下的界面断裂行为, 但是其扩容特性仍有待改善。关键词: 混合型断裂; 塑性; 本构模型; 黏性界面裂纹; 准脆性断裂文献标识码: *中图分类号: 4KB??文章编号:?##D#"D$" (!##")#!###?!##D!"#$%&’(") "* +")(,’,-,’./ #"0/1( "* ’),/&*%+/ +&%+2( *"& 3-%(’45&’,,1/ #%,/&’%1(663LE) M2.F>=, 3LE) N=&FH2-&, OLPKQ2. ( !"##$%$ "&’()*+,$),-(.# /0%+0$$(+0%, 1*$02.0% 30+4$(5+,2 "&6$)*0"#"%2, 1*$02.0% ??##!B, !*+0.)75(,&%+,: A&./0;.2.6 &. :50 G&+0’2.6 &8 :50 R=-12FS;2::’0 8;-/:=;0 >;&/011 -: 2.:0;8-/0 /;-/T1 &8 R=-12FS;2::’0 G-:0;2-’1, -/&G>-;-:2,0 -.-’7121 U-1 >0;8&;G0+ S-10+ &. 1&G0 :7>2/-’ /&.1:2:=:2,0 G&+0’1 &8 2.:0;8-/0 /;-/T1( )=G0;2/-’ 12G=’-:2&. &8 :50R=-12FS;2::’0 8;-/:=;0 S05-,2&;1 U2:5 :50 10’0/:0+ G&+0’1 U-1 /-;;20+ &=: -: ’&/-’ /&.1:2:=:2,0 ’0,0’( *2G2.6 -: :50 12G=’-:2&. &8R=-12FS;2::’0 8;-/:=;0 &8 /&./;0:0F’2T0 G-:0;2-’1, :50 R=-’2:-:2,0 /&G>-;21&. &8 :50 10’0/:0+ G&+0’1 U-1 8&/=10+ &. :50 8&’’&U-1>0/:1, 2( 0( :50 12G=’-:2&. &8 :50 8;-/:=;0 S05-,2&;1 &8 /;-/T G&+0 J -.+ /;-/T G&+0 JJ S7 =10 &8 :50 10’0/:0+ G&+0’1 -.+ :5012G=’-:2&. &8 +2’-:-./7 >;&>0;:201 &8 :50 10’0/:0+ G&+0’1 =.+0; G2H0+FG&+0 8;-/:=;0 ’&-+2.6 /&.+2:2&.1( J: 21 /&./’=+0+ :5-: :50A&=’&GSF:7>0 /;-/T G&+0’ 21 1=2:-S’0 8&; 12G=’-:2&. &8 :50 2.:0;8-/2-’ 8;-/:=;0 =.+0; G2H0+FG&+0 8;-/:=;0 ’&-+1, 5&U0,0; 8=;:50;U&;T 21 1:2’’ .00+0+ 8&; 2G>;&,0G0.: &8 2:1 +2’-:-./7 >;&>0;:201(8/9 :"&0(: G2H0+FG&+0 /;-/T; >’-1:2/2:7; /&.1:2:=:2,0 G&+0’; /&5012,0 2.:0;8-/0 /;-/T; R=-12FS;2::’0 8;-/:=;0混凝土类材料的准脆性断裂是近十几年来固体力学研究的热点之一, 目 前的文献中层间界面在单向拉伸或混合载荷作用下准脆性断裂的本构模型有若干种[?#$],这些模型可用于模拟两种不同材料界面上的断裂过程,也可用于砌体界面或胶结界面的断裂模拟。 用于混凝土类材料断裂过程分析的黏性界面裂缝模型必须具备以下两个基本特征:!除了潜在的间断面之外,结构各处均假设处于线弹性状态;"潜在的间断面轨迹上允许位移间断, 位移间断值与间断面上的面力值之间具有某种合适的数学关系。 本文以混凝土界面断裂分析为目 的, 选取若干典型的层间界面准脆性断裂裂纹的本构模型进行局部本构水平上的数值模拟, 并对它们各自 的优点和缺点进行分析和对比。;混合型界面断裂的黏性裂纹模型混合型黏性断裂的界面变量定义如下: ! 代表界面上的面力矢量,且 ! V W !XV !W, "X和 "W分别表示界面两边的位移矢量, 而 # 表示裂纹张开矢量,即跨起界面两侧的位移间断,并且! ${7., !:}4, # $ "89 "9: {;., #:}4(?)式中: 7.为法向面力分量; !:为切向面力矢量 (对于二维问题该切向分量为标量); ;.为裂纹张开的法向分量; #:为裂纹张开的切向分量矢量。 在本文模型中采用了小变形假设,即变形不影响平衡关系,同时还假设了过程为纯机械的、等温的。;<;用于混合模型断裂分析的 =-4>//01/#%) 模型由于简单易用的特点,具有解析的面力 张开位移 ( !<#) 关系的界面裂纹得到了若干研究者的关?!??水利水电科技进展, !##", !" ( !)6$#: #!@#YB"YDBB@/<=.+#: >?I **- @ $A- @ )0*,,7: BBCCD @ **- @ $A- @ )0

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