对考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型研究

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1、第30卷第7期岩土力学Vol.30No.72009年7月RockandSoilMechanicsJul.2009文章编号：1000－7598(2009)07－1987－07考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型研究薛云亮，李庶林，林峰，徐宏斌（厦门大学建筑与土木工程学院，厦门361005）摘要：从室内试验得到的不同体积率下的钢纤维混凝土全应力-应变曲线的特性，探讨了损伤变量的变化规律及建立钢纤维混凝土损伤本构模型时考虑损伤阀值影响的必要性。基于连续损伤力学理论和统计强度理论，在传统的两参数Weibull分布函数基础上

2、引入损伤阀值参数（位置参数），建立可考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型，该模型可以反映钢纤维混凝土在低应力水平或变形较小时的线弹性变形特性；根据经验确定损伤阀值参数后，通过混凝土应力-应变全曲线的几何条件求解Weibull分布函数另外两个参数的表达式。最后，基于MATLAB的分析计算结果，并通过与钢纤维混凝土单轴压缩试验实测结果对比，证明模型可以很好的反映单轴受压状态下钢纤维混凝土的应力-应变关系，探讨了损伤阀值取值的大小。关键词：钢纤维混凝土；损伤阀值；微元强度；本构模型中图分类号：TU317文献标识码：ASt

3、udyofdamageconstitutivemodelofSFRCconsideringeffectofdamagethresholdXUEYun-liang,LIShu-lin,LINFeng,XUHong-bin(SchoolofArchitecturalandCivilEngineering,XiamenUniversity,Xiamen361005,China)Abstract:Basedonthecharacteristicsofwholestress-straincurveofSFRCofdifferent

4、steelfibervolumeratiosoflaboratorytest,thechangeofdamagevariableandthenecessityofconsideringtheinfluenceofthedamagethresholdindevelopingthedamageconstitutivemodelofSFRCarediscussed.Then,accordingtocontinuumdamagetheoryandthestatisticalapproachesofstrength,theintr

5、oductionofdamagethresholdbasedonthetraditionalWeibullrandomdistributionoftwoparameters,thedamageconstitutivemodelofcompressionprocessofSFRCconsideringthedamagethresholdisproposed.Thismodelcanreflectthelinear-elasticcharacteristicsofSFRCdeformationinlowstresslevel

6、orsmalldeformation.Thenwhenthevalueofdamagethresholdisdeterminedbyexperience,theexpressionoftwootherparametersofWeibullrandomdistributionisdeducedthroughthegeometricconditionsofthewholestress-straincurveofSFRC.Finally,theanalysisresultsofMATLABcontrastwithuniaxia

7、lcompressiontestresults,itisshownthatthismodelcorrectlyreflectsthestress-strainrelationunderuniaxialcompression;andthevalueofdamagethresholdisdiscussed.Keywords:SFRC;damagethreshold;microcosmicelementstrength;constitutivemodel护，隧道、矿山、水电等井巷工程喷锚支护等。损1引言伤理论是近年来研究材料破

8、坏理论中最重要的理论与常规混凝土相比，钢纤维混凝土由于具有较之一，对于喷射钢纤维混凝土的损伤本构关系模型为良好的抗折、抗拉等性能，随着近年来湿喷技术研究具有现实意义，为工程分析和设计提供参考。及设备的发展，在我国土木工程的地下结构支护领本文在对配制的钢纤维混凝土力学性能室内试验研域得到广泛的应用，如深基坑喷射钢纤维混