基于能量耗散机制的混凝土受压损伤模型

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1、第27卷增刊IIVol.27Sup.II工程力学2010年12月Dec.2010ENGINEERINGMECHANICS171文章编号：1000-4750(2010)Sup.II-0171-07基于能量耗散机制的混凝土受压损伤模型*1,21,2龙渝川，李正良(1.重庆大学土木工程学院，重庆400045；2.重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆400045)摘要：为模拟混凝土滞回行为，在传统损伤力学模型中引入非线性卸载-线性重加载路径，然后采用累积耗散能量定义损伤因子，建立了基于能量耗散机制的各向异性受压损伤模型。应用该模型模拟混凝土受压往复加载试验，并进行损伤指数J的敏感性分

2、析。计算结果显示，模型获得的应力-应变响应与试验结果具有良好的可比性，能够反映损伤导致的刚度退化、残余变形累积以及加卸载过程中的滞回耗能现象。同时，损伤指数J的取值对计算精度影响显著，必须完善其率定方法。数值算例表明，该模型可以应用于模拟受压往复加载作用下的混凝土非线性力学行为。关键词：混凝土损伤力学；各向异性损伤模型；滞回能量耗散；刚度退化；残余变形中图分类号：TU313文献标识码：AACOMPRESSIVEDAMAGEMODELOFCONCRETEBASEDONENERGYDISSIPATIONMECHANISM*1,21,2LONGYu-chuan,LIZheng-liang(1.S

3、choolofCivilEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400045,China;2.KeyLaboratoryofChineseEducationMinistryforCity-buildinginMountainAreaandNewTechniques,Chongqing400045,China)Abstract:Ananisotropiccompressivedamagemodelbasedonenergydissipationmechanismisdevelopedtomodelthehystereticbehaviorofconc

4、retebyintroducingthenonlinearunloading/linearreloadingbranchesintotheconventionalcontinuumdamagemodel.Thedamagefactorrepresentingthestiffnessdegradationisdefinedasafunctionofthedissipatingenergyaccumulatedduringloadinghistories.Themodelisappliedtosimulatingaconcretetestundercycliccompressionandthe

5、influenceofdamageexponentJisalsoinvestigated.Theresultsshowthatthestress-strainresponsecalculatedbythemodelishighlycomparabletothatobtainedbythetest.Thenumericalresponsereflectsthenonlinearbehaviorofconcreteundercycliccompression,e.g.thestiffnessdegradation,accumulationofresidualdeformationandhyst

6、ereticenergydissipation.Moreover,thevalueofdamageexponentJhasaremarkableinfluenceonthecomputationalaccuracy.Thenumericalsimulationshowsthatthemodelisapplicabletoanalyzingthebehaviorofconcreteundercycliccompression.Keywords:concretedamagemechanics;anisotropicdamagemodel;hystereticenergydissipation;

7、stiffnessdegradation;residualdeformation混凝土结构失效机理研究的一个关键问题，是拟了混凝土梁低周疲劳试验，但该模型没有考虑混发展模拟混凝土非线性力学行为的本构模型。混凝凝土卸载时出现的残余变形，也不能反映混凝土损[2]土作为准脆性材料，适宜采用连续介质损伤力学研伤的各向异性特征。Papa引入二阶损伤张量建立[1]究其本构。早期，Mazars建立标量损伤模型，模了各向异性损伤模型，并