混凝土压缩损伤横向效应细观力学研究.pdfVIP

第20卷增 刊 机械科学与技术 V01．20 MECHANICAI。SCIENCEANDTECHNOI。()GY 2001 2001焦9月 September 文章编号：1003—8728(2001)ZK—0051—03 混凝土压缩损伤横向效应的细观力学研究 陈升平，蒋俊玲，王 红 (湖北工学院土木工程系，武汉430064) 陈升平 摘 要：对二维平面应力问题，求出了扭折裂纹的 伤横向效应，他根据试验结果假定横向效应系数为 应变能释放率，根据能量耗散等效假设建立了 0．1，提出了一个考虑压缩损伤横向效应的损伤本 宏观损伤变量D。、D。与细观损伤变量微裂纹 构模型。本文采用细观力学的方法，运用能量耗散 密度p的关系，运用细观力学方法定量地计算 等效假设，定量地计算单轴压缩情况下损伤的横向 了压缩损伤的横向效应系数，计算结果与参考 效应系数。 文献的假设一致。 关 键 词：混凝土；压缩损伤；扭折裂纹；压缩损 1 能量耗散等效假设 伤横向效应；细观力学 讨论二维各向同性 中图分类号：0346．5；TU375文献标识码：A 弹性体含有Ⅳ条长为2“ 的裂纹，设为平面应力状 混凝土材料是由硬化水泥砂浆和粗骨料构成 态，如图1所示。在压应 的多向复合材料，在硬化水泥浆和粗骨料界面存在 力作用下，每条裂纹均为 微裂纹；在荷载作用下，这些微裂纹将发生演化，这 压剪裂纹，设裂纹面的摩 一过程称为损伤演化过程。对混凝土损伤的研究有 擦系数为户，则裂纹尖端 两个层次：宏观层次[1’23和细观层次[3“]，前者引入的应力强度因子K。一 一宏观变量来描述损伤，后者采用微裂纹密度参数 0，KI—aF(口)√撇， 来描述损伤状态。这两个方法各有特点，目前的趋 COSOsin0 F(口) 一 一 图1单轴受压时的 势是采用宏观和细观相结合的方法来研究材料的 ∥cos20，0为裂纹面法线 微裂纹分布 损伤行为。 与压应力方向的夹角。该系统由于裂纹的存在而释 混凝土在荷载作用下将导致各向异性损伤。单 放的应变能可由断裂力学方法求得。设微裂纹呈均 轴受拉时，微裂纹沿与拉应力垂直的方向扩展，即 匀分布，则总的应变能耗散可由下式求得 损伤的主方向与应力的主方向相同，而垂直于拉应 力的方向则无损伤发生；单轴压缩时，混凝土中的 【，一2Ⅳ』：』：删)去捌臼一 微裂缝首先将沿界面扩展，然后形成翼裂纹，翼裂 rⅡ～ 1 2ⅣI G(口)!dadO (1) 纹扩展方向与压应力方向相同，最后当翼裂纹扩展 到一定长度后形成贯通的宏观裂缝导致混凝土的 式中：户(口)为微裂纹方位的概率密度函数；G为裂 劈裂破坏。与单轴拉伸不同的是