三轴加载条件下混凝土边界面模型地研究

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1、北京交通大学硕士学位论文中文摘要摘要：混凝土本构模型的研究近年来已取得了很大的进展，但混凝土复杂的非线性、非弹性等性质是很难模拟的。为了描述混凝土材料的性质，出现了多种形式的新的弹塑性本构模型，尤其是边界面以其能真实模拟的优越性越来越受到人们的重视。本文基于弹塑性力学、边界面和损伤力学的理论，改进一种结合塑性和损伤破坏机理的模型来模拟混凝土的多轴单调和循环荷载下的力学行为。该模型采用边界面的概念将塑性变形和由损伤引起的变形结合起来。塑性应变分量通过塑性模量来计算，而塑性模量是当前应力点沿应力偏量墨，方向到边界面距离的函数。同样地，损伤增长率由硬化模量来计算，其也是以上定义距离的函数。在此，混

2、凝土的硬化过程假定为受损伤和塑性两者控制，而应变软化过程只受损伤过程控制。同时应用塑性面和损伤面，导出一个本构模型来说明混凝土的基本特征，诸如剪切压缩、剪切膨胀、刚度退化、软化特征等等。关键词：混凝土；边界面；本构模型；塑性；损伤分类号：北京交通大学硕士学位论文ABSTRACTABSl’RACT：Greatprogresshasbeenmadeonresearchofconstitutivemodelforconcrete，butthecomplicatednonlinearandnonelasticnatm'eforconcreteisdifficulttosimulate．Inorder

3、todescribematerialnatureofconcrete，variousformsofnewplasticityconstitutivemodelappear．EspeeiMlytheboundingsurfacemodelisbeingpaidgreatattentionto，becauseofitssuperiorityonreliablesimulation．Amodelmatcombinesplasticityanddamagemechanicsisdevelopedtoassessbothmultiaxialandcyclicbehaviorofconcrete．nem

4、odeladoptsaboundingsurfaceconceptandcombinesplasticdeformationwiththedeformationduetodamage．Plasticstraincomponentsarecalculatedbyusingtheplasticmodulusthatisafunctionofthedistanceformthecurrentstresspointtotheboundingsurfacealongthedeviatoricstressdirections

5、i．Similarly,damagegrowthrateisobtmnedby

6、thehardeningmodulus，whichisafunctionofthedistancejustdefined．111ehardeningbehaviorofconcreteisassumedhereintobecontrolledbybothdamageandplasticity,whilethestrain-softeningregimeiscontrolledbydamageprocessesonly．111esimultaneoususeoftheplasticitysurfaceandthedamagesurface，leadstoaconstitutivemodeltl

7、lataccountsfortheessentialfeaturesofconcretesuchasshearcompaction-dilatancy,stiffnessdegradation，andsofteningbehavior．KEYWORDS-concrete；boundingsurface；constitutivemodel；plasticity；damageCLASSN0：北京交通大学硕士学位论文符号注释表a,b，畸，屯Cy厶以秒乞e％见％asqd苟dqd￡：de；ds&d《．ods&ddr；符号注释表Ottosen破坏准则标准参数单轴抗压强度泊松比应力张量的第一不变量偏应力张

8、量的第二不变量偏应力张量的第三不变量洛德角八面体剪应力弹性柔度矩阵弹塑性柔度矩阵弹性刚度矩阵弹塑性刚度矩阵总应变增量张量弹性应变增量张量塑性应变增量张量损伤应变增量张量塑性偏应变增量张量塑性体积应变增量张量由静水应力引起的塑性体积应变增量由剪力引起的塑性体积应变增量塑性八面体剪应变北京交通大学硕士学位论文符号注释表应力偏量应力偏量增量应力增量张量Kronecker符号杨氏模量切线体积模量塑性剪切模量剪切压缩一