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建 材 世 界 2015 年第 36 卷第 3期 doi ：10．3963／j．issn．1674—6066．2015．03．023 细观损伤 理论在 地下工程结构 耐久性研 究 中的应 用 潘洪科 ，李 颖 ，虞兴福。，鄢朝勇 ( 1．湖北文理学院建筑工程学院，襄 阳 441053；2．襄阳市建设工程质量监督站 ， 襄 阳 441003；3．浙江大学城市学院工学院 ，杭州 310015) 摘 要 ： 隧道与地下工程的开挖扰动造成应力的不平衡和重新分配。岩石( 土) 与衬砌结构两者皆可视为弹塑性 体，并且构成相互作用的共同体以抵抗外荷载。岩石与衬砌结构在受到外荷载、地下水渗流、侵蚀性离子的作用时将 发生损伤劣化，并进而影响其耐久性与可靠性。详细分析和总结损伤理论应用于混凝土及地下工程结构耐久性研究 的现状 ，探讨和分析 Gurson 细观损伤模型应用于地下工程混凝土结构的方法、模式及步骤，并结合某工程案例分析 和描述典 型地 下结构(构件 )在受力情形 下及腐蚀侵入后 引起钢 筋锈 蚀 的损 伤应 力数值 计算方 法，分析 结构的 耐久性 状 况及预 测其寿命。 关键词 ： 细观损伤理论； 地下混凝土结构； 耐久性 R esear ch on U nder g round S tr uctur e ’ S D ur abil ity with M eso D am a ge T h eor y P A N H ong-ke ，L I Ying ，y U X ing-f u。，Y A N Chao—yong ( 1．School of Building E ng ineering ，H u Bei U niv ersit y of A rts a nd S cience ，X iang y ang 441053 ，C hina ； 2．X iangyang C ity Construction E ngineering Quality Supervision Station ，X iangyang 441003，China； 3．C ity C ollege，Z hq iang U niv ersity ，H angzhou 310015，C hina) A bstract ： E xcavation of tunnelsor underground proiects will cause imbalance and redistribution of the stress in t hem ．T he rock ( soil) and the lining structure both can be regarded as elastic-plastic body ，and com e into being the in— t eraction comm unity to resist e xternal loads．D amag e and deteriorat ion w ill occur in rock and lining structure when sub— jected to the effect of external loads，groundwater seepage and erosive ions，which further affect their durability and reli— a bility ．In this paper，the current situat ion of damag e theory being used in the durability research of concrete structures and underground projects was analyzed and summarized in detail．T hen，Gurson meso- damage- model was discussed a nd analyzed about its application in underg round eng ineering structures in term s of the method，model and steps．Com— bined with an engineering case，numerical calculation method of damage stress was analyzed and described about the typical underground structure ( component) subjected by corrosion of stee1 bars under the effect of loads and ion ero— sion ，SO t hat the durability stat us and life of structure can be analyzed and predicted． K ey w ords ： meso damage t heory ； underground concrete structures ； durability 钢筋混凝土材料的耐久性破坏正是在外界荷载及外界环境作用下形成的损伤劣化不断积累的结果 ，严 重威胁了钢筋砼结构的安全、适用与耐久性能。因而，损伤与耐久性是密不可分的，可以说，一切形式的耐久 性破坏最后都可转化到物理或化学形式的损伤上来 ，因此，以损伤理论与方法作为研究工程结构耐久性的手 段是很合理的，然而，国内外这方面的研究工作开展的虽然较多 ，但仍不够深入和不便于工程实际应用，而且 大多是以平面问题的研究方法进行分析 ，三维损伤理论用于实际问题 的研究不多。此外 ，到 目前 为止 ，国内 外对地下工程结构物耐久性的研究工作开展得很少 ，尤其将损失理论应用于地下结构耐久性 的研究更少见 。 收稿 日期 ：2015—02—20． 基金项目：湖北省 自然科学基金(2015CFC803)和湖北文理学院科研启动经费资助项 目 作者简介：潘洪科(1971一) ，博士，副教授．E-mail：panhk sh@ 126．com 8 7