基于统一相场理论的早龄期混凝土损伤与破坏分析：化-热-湿-力多场耦合与多重变形竞争.pdfVIP

第

56

卷

第

12

期力

学

学

报Vol.

56,

No.

12

2024

年

12

月Chinese

Journal

of

Theoretical

and

Applied

MechanicsDec.,

2024

固体力学

基于统一相场理论的早龄期混凝土损伤与破坏分析:

化-热-湿-力多场耦合与多重变形竞争1)

*,

†,

2)††

吴建营

莫盛特

周

浩

*

(华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室,

广州

510641)

(华南理工大学土木与交通学院,

广州

510641)†

摘要受水泥水化、温度传输、水分传输和力学作用等多场耦合影响,

早龄期混凝土会产生自收缩、热胀冷

缩、干燥收缩和载荷变形等多重变形机制,

由此导致核安全壳、隧道桥梁及水工大坝等大体积混凝土结构往

往在建造期即出现裂缝,

严重削弱结构的完整性、耐久性和安全性.

探究早龄期混凝土裂缝产生的物理机理,

对其萌生和发展进行精准分析预测并进行调控,

是确保混凝土结构全生命周期安全服役的重要手段.

在固体结

构损伤破坏统一相场理论的基础上,

合理反映上述化-热-湿-力多场耦合以及由此导致的多重变形相互竞争机

制,

建立了早龄期混凝土化-热-湿-力多场耦合相场内聚裂缝模型,

并将其应用于若干早龄期混凝土损伤破坏验

证性实验的数值模拟,

重点探究了干燥收缩变形对结构裂缝演化和破坏模式的影响规律.

分析结果表明:

该模

型合理地反映了多场耦合和多重变形竞争机制,

因此能够更加准确地预测早龄期混凝土结构的裂缝演化过程

和最终破坏模式,

对实际混凝土结构建造期的裂缝模拟、损伤破坏分析以及全生命周期服役安全评估具有指

导意义.

关键词混凝土,

早龄期裂缝,

多场,

统一相场理论,

干燥收缩

中图分类号:

O346.1,

O346.5,

TU311.4文献标识码:

A

DOI:

10.6052/0459-1879-24-281CSTR:

32045.14.0459-1879-24-281

COMPUTATIONALMODELINGOFDAMAGEANDFAILUREINEARLY-AGE

CONCRETEBASEDONTHEUNIFIEDPHASE-FIELDTHEORY:CHEMO-THERMO-

HYGRO-MECHANICALMULTI-PHYSICSCOUPLINGANDMULTI-DEFORMATION

COMPETITION1)

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2)††

Wu

Jianying

Mo

Shengte

Zhou

Hao

*

(StateKeyLaboratoryofSubtropic