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1、第29卷第10期同济大学学报Vol.29No.102001年10月JOURNALOFTONGJIUNIVERSITYOct.2001混凝土随机损伤本构关系李杰,张其云(同济大学建筑工程系,上海200092)摘要:结合破坏力学和统计力学的思想,研究了基于损伤随机演化观点的混凝土本构关系和混凝土受拉损伤发展随机演化规律.根据混凝土微细观材料破坏的声发射试验,确定了混凝土微单元破坏应变的随机分布特征.通过对混凝土受拉试件细观物理机制的分析,揭示了混凝土轴心受拉应力-应变关系中的应力跌落现象,并建立了跌落后的应力表达式.关键词:混凝土;本构关系;随机演化;随机损伤中图分类号:TU528.1文献
2、标识码:A文章编号:0253-374X(2001)10-1135-07StudyofStochasticDamageConstitutiveRelationshipforConcreteMaterialLIJie,ZHANGQi-yun(DepartmentofBuildingEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Inthepaper,anewstochasticconstitutivemodelwasproposed,whichcandemonstratetherendomdamageevolutionl
3、awofconcretematerialunderUni-axialtensionstress.BasedontheAcousticsEmissioncharacterduringthestrain-stresshistorytest,atraditionalspringmodelwasrenewedtoexplainthedamagemechanism.Inthemodel,byestablishingtherelationshipofthedistributecharacterandAEenergyemissionrate,thestrainstochasticfailurefie
4、ld(SSFF)isformed.SothecourseofdamagedevelopmentissimulatedwiththeSSFF.Withintheframeofenergyequivalencelaw,thecriticalvalvestrainwhichbegantobeunstableandagaintostablewereconcludedinmeanlevel,sothemacrostrain-stresshistorycurvewasredisplayedbythefailuremechanismmodel.Thereasonforbrittlenessforco
5、ncretematerialcanalsobeexplainedbycompar2ingtheidealrepresentativeelementwiththegeneralelement.Inordertotestifythevalidityofthemodel,thecalculatedresultwascomparedwiththetestresult.Itshowsthatthemodelforecastedstrengthisquitenearthetestvalue.Andthemodelcanalsoforecastthescattersofconcreteinproba
6、bilitymeans.Keywords:concrete;constitutiverelationship;randomevolution;randomdamage在外荷载或环境作用下、由于细观结构的缺陷(如微空洞、微裂纹等)所引起的材料或结构的劣化过程[1]称为损伤.混凝土材料的显著特点是非均质性和多相多孔性,反映在力学性能的明显特征是宏观力学[2]指标的离散性.混凝土材料受力全过程试验结果表明:混凝土材料破坏过程与其内部损伤的发展密切相关.混凝土应力-应变全过程曲线具有明显的非线性和离散性特点.在使用过程中,混凝土材料内部不同层次、不同尺度的微损伤(微裂纹、微缺陷和微空洞)的萌生
7、、扩展和连接,将导致混凝土宏观力学性能的劣化.在此过程中,由于初始损伤的随机性和损伤的随机演化,使得材料宏观的力学效应具有很强的离散性.在反映混凝土材料的这一特征方面,传统的确定性损伤力学具有收稿日期:2001-02-15基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(59820105)作者简介:李杰(1957-),男,河南沈丘人,博士生导师,长江学者奖劢计划特聘教授.1136同济大学学报第29卷[3]明显不足.因此,发展反映混凝土损伤本质特征的混凝土
