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基于黏结裂缝模型的混凝土细观损伤模拟

作者:刘永平; 郝志明; 李潘损伤混凝土细观有限单元黏结界面微裂纹

摘要:将混凝土视作由骨料、砂浆和交界面层(ITZ)构成,采用黏结特性描述材料界面间的相互作用,建立了混凝土细观黏结裂缝有限元模型。定义混凝土的微裂纹密度和裂纹聚合程度两种损伤度量参数,描述微裂纹的起裂、生长与相互连接汇合乃至试样失效过程。通过对10个试样的拉伸模拟发现了单主裂纹和双主裂纹两种失效模式。对试样平均应力、微裂纹密度和裂纹聚合程度与应变之间关系的分析表明,混凝土在损伤失效过程中存在明显的微裂纹成核区与裂纹聚合区。微裂纹成核造成的初期损伤具有随机性与全场性,导致试样在峰值应力前出现非线性。裂纹聚合造成的后期损伤具有局部化特征,是导致峰值应力后软化的直接原因,并且裂纹聚合程度损伤变量能够反映不同拉伸失效模式的软化特性。

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混凝土

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