混凝土应变率型弹塑性损伤本构模型

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1、第17卷第3期建筑材料学报Vol_l7．NO．3学兔兔www.xuetutu.com2014年6月JOURNALOFBUILDINGMATERIALSJun．，2014文章编号：1007—9629(2014)03—0396—05混凝土应变率型弹塑性损伤本构模型张研，李廷秀，蒋林华(河海大学力学与材料学院，江苏南京210098)摘要：针对混凝土在不同应变率加载作用下的变形和强度特征，在现有试验数据研究基础上，首先提出了基于热力学定律的一般弹塑性损伤模型，再将应变率敏感性参数引入其中，推导出了应变率型弹塑性损伤本构模型．模型计算结果与试验结果比较表明，所建立的本构模型可以很好地描述混凝土在不同加

2、载速率时的力学特征．应用该模型可预测大范围应变加载情况下混凝土破坏强度．结果表明：应变率对混凝土力学性能影响较大．关键词：混凝土；弹塑性；应变率；本构模型；损伤准则中图分类号：TU528．01文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1007—9629．2014．03．005StrainRate—DependentElastoplasticDamageModelforConcreteZHANGYah．LTingxiu。JIANGLinhua(CollegeofMechanicsandMaterials，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abst

3、ract：Consideringthestrengthanddeformationcharacteristicsofconcreteunderdifferentstrainrates，ageneralstrainrate—independentelastoplasticdamagemodelwasfirstintroducedbasedonthethermody——namicstheory．Then，astrainrate—dependentmodelwasdeducedbyintroducingstrainratesensitivityparametersinthegeneralelast

4、oplasticdamagemode1．Thenumericalcalibrationofthemodellingforconcreteunderdifferentstrainrateswereperformed．Studyshowsthatthisstrainratedependentmodelforconcretecanwellrepresentthemainmechanicalbehavioranditisingoodagreementwiththeexperimentaldata．Theproposedmodelcanalsobeusedtopredictthefailurestre

5、ssinalargerangeofstrainrates．Strainratehasagreatinfluenceonthemechanicalpropertiesofconcretematerials．Keywords：concrete；elastoplastic；strainrate；constitutivemodelling；damagecriteria混凝土因其良好的力学性能和耐久性能，在土性，发现抗压强度随应变率增大而增大不是材料的木、水利及军事工程中得到广泛应用．混凝土结构在属性而是加载过程中横向约束的影响．混凝土动态承受常规荷载作用时，在极端情况下可能受到大范行为的模型研究也取

6、得了进展，从宏观到细观尺度围动态荷载的作用，如地震、爆炸等．为了保证工程上，将塑性机理、内时理论、断裂和损伤机理的力学结构的安全，有必要对混凝土在动态荷载下的力学理论和经验公式等应用于动态模型构建上．Song特征进行深人研究．等_4从细观层次研究动力累加效果，得出在超出极国内外学者用不同方法对混凝土的动态荷载力限应变率时应力分布是不均匀的结论；Hfiussler—学行为进行了试验和理论研究．Ross等口采用Combe等结合黏弹性理论和损伤延迟理论构建SHPB压杆试验、落锤试验和液压加载等方法，研究模型，研究应变率对混凝土拉压性能的影响；Cusa—了较大范围加载速率下混凝土的力学特征；Muti

7、sl6将应变率作用引入围压剪切离散模型，从细观等研究了三轴受压状态下混凝土的应变率敏感上研究断裂的传播发展，认为惯性对拉伸的影响远收稿Et期：2O1212-12；修订日期：201302—07基金项目：国家自然科学基金资助项目(50978085，51278167)第一作者：张研(1979)，男，江苏南京人，河海大学副教授，硕士生导师，博士．Email：hhu．zhangyan@163．corn学兔兔www.xu