基于早龄期混凝土软化关系的数值分析

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1、浙江大学硕士学位论文早龄期混凝土软化关系的数值分析姓名：沈建申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：金贤玉20070601浙江大学硕士论文摘要早龄期混凝土软化关系的数值分析摘要近年来，早龄期混凝土的研究范围不断拓宽，一些学者对早龄期混凝土采用数值模拟的方法进行断裂研究，但常常限于不能得到确切的混凝土软化本构关系，导致计算结果与试验结果有所差异，这大大阻碍了早龄期混凝土断裂的数值模拟的发展。为了促进早龄期混凝土数值模拟的发展，本文以早龄期混凝土基本力学性能试验及断裂性能试验为基础，并借助于大型通用有限元软件ABAQUS6．5，对早龄期混凝土I型开裂进行了数值

2、分析，以通过数值方法确定早龄期混凝土的软化本构关系。具体来讲，本文主要进行了如下几个方面的工作：首先，对早龄期混凝土三点弯曲断裂试验进行数值模拟，得到其主要的力学行为，比如荷载一裂缝开口张开位移(Load-CrackmouthopeningdisplacementCMOD)曲线；‘其次，对已有的软化曲线进行比较分析，分为线性软化曲线(包括单线性软化曲线、双线性软化曲线和三线性软化曲线)和非线性软化曲线(包括指数函数型软化曲线，双曲线函数型软化曲线)。通过分析发现，早龄期混凝土的各类型软化曲线，其参数取值与一般混凝土基本一致。同时线性软化曲线的初始斜率能较好的

3、控制LOAD--CMOD曲线的荷载峰值，但其下降段却很难与试验值保持一致。由非线性软化曲线函数计算得到的LOAD--CMOD曲线，其下降段的趋势与试验值十分接近，但对其荷载峰值却较难控制。最后，综合线性软化曲线与非线性软化曲线的特点，本文提出一种新的软化曲线模型——混合型软化曲线模型，即将软化曲线分为两段表示：前半段用直线表示以控制荷载峰值，后半段用曲线(指数函数、双曲线函数)表示以更好的模拟下降段。通过与其他软化曲线的计算结果比较，发现混合型软化曲线更能确切的描述混凝土的开裂软化行为。’关键词：早龄期混凝土；断裂性能；软化曲线；数值分析；ABAQUS浙江大

4、学硕士论文ABSTRACTNUMERICALANALYSISOFSOFrENINGRELATIONSHIPFOREARIY-AGECoNCR陇ABSTRACTRecently,withresearchapproacheswidenedinthefieldofearly—ageconcretes，$omescholarsbegantoadoptnumericalsimulationmethodinthefractureanalysisofConcretesatearlygage．However,duet0inaccurateconstitutiverelati

5、on．thenumericalresultsarenotalwaysinaccordancewithlaboratorialsamples，whichrestrictedtheadoptionofnumericalsimulationoffractureforearly-ageconcretes．ThispaperproposesthenumericalanalysisofClass—Ifractureforearly-ageconcretes，inordertogiveapropersofteningconstitutionalrelation．Thean

6、alysisisperformedonthebasisofrelatedconcretemechanicalandfracture-behaviorexperiments，andbytheaidofcommonFEAsoftwareABAQUS6．5．Firstly,thetypical3-pointbend—and-fractureexperimentforearly-ageconcretebeamsissimulatedand80memechanicalbehavior,e．g．10ad·crackmouthopeningdispiacement(CMO

7、D)，areexpressed．Secondly'80lneexistingsofteningCtLrVCSarccomparedandanalyzed，includinglinearo．1iNes(c．g．finear,bilinearandtrilinear)，andnonlinearcnrves(e．g．exponential，hyperbolic)．TheresultsshowthatthesofteningCUl～esforearly-ageconcretesaresomewhatsimilarwiththoseofregularconcretes

8、．Theinitialslopeofgnearcur