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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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混凝土弹塑性单轴受压分形损伤本构关系研究
Fractal Damage Constitutive Relation of Concrete Elastoplastic Uniaxial Compression
2022年第7期
混凝土;单轴受压;细观模型;分形损伤;本构关系
Concrete; Uniaxial compression; Mesoscopic model; Fractal damage; Constitutive relation
2022年第7期
10.19761/j.1000-4637.2022.07.025.06
国家自然科学基金项目(51879207);西京学院高层次人才专项基金项目(XJ17B04)。
谢 明1,汪 鹏1,郑山锁2,刘佳豪1,王 梓1,周静静1
1.西京学院 土木工程学院,陕西 西安 710123;2.西安建筑科技大学,陕西 西安 710055

谢 明1,汪 鹏1,郑山锁2,刘佳豪1,王 梓1,周静静1

谢明,汪鹏,郑山锁,等.混凝土弹塑性单轴受压分形损伤本构关系研究[J].混凝土与水泥制品,2022(7):25-29,39.

XIE M,WANG P,ZHENG S S,et al.Fractal Damage Constitutive Relation of Concrete Elastoplastic Uniaxial Compression[J].China Concrete and Cement Products,2022(7):25-29,39.

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摘   要:考虑混凝土单轴受压破坏机理,在混凝土静力损伤基础上引入弹簧-摩擦块模型,以模拟混凝土弹塑性阶段的细观结构变化。基于细观模型中弹簧、摩擦块对混凝土断裂面的影响,分析了混凝土受压损伤的破坏规律,建立了不同强度等级混凝土弹塑性单轴受压损伤本构模型,采用混凝土分形曲面模拟方法对所建模型进行了验证。结果表明:所建立的模型能够较好描述混凝土的塑性变形,对混凝土弹塑性的离散范围具有良好的预测能力。 Abstract: Considering the failure mechanism of concrete under uniaxial compression, on the basis of concrete static damage, a spring-friction block model was introduced to simulate the meso-structural changes of concrete in the elastic-plastic stage. Based on the influence of the spring and friction block on the fracture surface of concrete in the mesoscopic model, the failure law of concrete compressive damage was analyzed, and the elastic-plastic uniaxial compressive damage constitutive model of concrete with different strength grades was established. The model was verified by the concrete fractal surface simulation method. The results show that the established model can describe the impact of concrete plastic deformation well, and has a good ability to predict the elastoplastic dispersion range of concrete.
英文名 : Fractal Damage Constitutive Relation of Concrete Elastoplastic Uniaxial Compression
刊期 : 2022年第7期
关键词 : 混凝土;单轴受压;细观模型;分形损伤;本构关系
Key words : Concrete; Uniaxial compression; Mesoscopic model; Fractal damage; Constitutive relation
刊期 : 2022年第7期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2022.07.025.06
文章编号 :
基金项目 : 国家自然科学基金项目(51879207);西京学院高层次人才专项基金项目(XJ17B04)。
作者 : 谢 明1,汪 鹏1,郑山锁2,刘佳豪1,王 梓1,周静静1
单位 : 1.西京学院 土木工程学院,陕西 西安 710123;2.西安建筑科技大学,陕西 西安 710055

谢 明1,汪 鹏1,郑山锁2,刘佳豪1,王 梓1,周静静1

谢明,汪鹏,郑山锁,等.混凝土弹塑性单轴受压分形损伤本构关系研究[J].混凝土与水泥制品,2022(7):25-29,39.

XIE M,WANG P,ZHENG S S,et al.Fractal Damage Constitutive Relation of Concrete Elastoplastic Uniaxial Compression[J].China Concrete and Cement Products,2022(7):25-29,39.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:考虑混凝土单轴受压破坏机理,在混凝土静力损伤基础上引入弹簧-摩擦块模型,以模拟混凝土弹塑性阶段的细观结构变化。基于细观模型中弹簧、摩擦块对混凝土断裂面的影响,分析了混凝土受压损伤的破坏规律,建立了不同强度等级混凝土弹塑性单轴受压损伤本构模型,采用混凝土分形曲面模拟方法对所建模型进行了验证。结果表明:所建立的模型能够较好描述混凝土的塑性变形,对混凝土弹塑性的离散范围具有良好的预测能力。

Abstract: Considering the failure mechanism of concrete under uniaxial compression, on the basis of concrete static damage, a spring-friction block model was introduced to simulate the meso-structural changes of concrete in the elastic-plastic stage. Based on the influence of the spring and friction block on the fracture surface of concrete in the mesoscopic model, the failure law of concrete compressive damage was analyzed, and the elastic-plastic uniaxial compressive damage constitutive model of concrete with different strength grades was established. The model was verified by the concrete fractal surface simulation method. The results show that the established model can describe the impact of concrete plastic deformation well, and has a good ability to predict the elastoplastic dispersion range of concrete.

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(1)弹簧-摩擦块模型能较好地实现对混凝土弹塑性细观结构的模拟。利用拉压等效原理将混凝土单向受压问题转换为单向受拉问题,从而实现了用一种细观弹簧模型分别模拟混凝土单向受拉和单向受压的两种受力状态。
(2)假设细观弹簧-摩擦块模型中分形断裂面上和平截面上每根弹簧-摩擦块微元对应的微元面积是相等的,且混凝土细观弹簧-摩擦块模型中的弹簧-摩擦块微元的数量可变,则可以解决细观模型中因为分形曲面上弹簧-摩擦块微元的数量变化所带来的计算问题。
(3)利用不同强度等级混凝土断裂面分形维数离散范围可以较好地预测混凝土弹塑性分形损伤演化规律和应力-应变关系的离散区间,可以实现对混凝土弹塑性断裂损伤应力-应变关系发展趋势和离散范围的预测。

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谢明,汪鹏,郑山锁,.混凝土弹塑性单轴受压分形损伤本构关系研究[J].混凝土与水泥制品,2022(7):25-29,39.

XIE M,WANG P,ZHENG S S,et al.Fractal Damage Constitutive Relation of Concrete Elastoplastic Uniaxial Compression[J].China Concrete and Cement Products,2022(7):25-29,39.

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