甘磊超的论文翻译

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1、摘要：混凝土的膨胀是控制混凝土的应力-应变行为的一个重要参数。一些研究表明包裹碳纤维布的（FRP）混凝土的应力-应变行为是结构设计的关键。然而，所有这些研究都只是提供了一个简单的公式来确定有限元模型屮的通常所需要的膨胀参数。这篇论文介绍了一个简单的实验模型来预测在Karagozian理论框架下和案例型混凝土塑性模型屮的侧限混凝土膨胀参数。在LS-DYNA程序下模拟分析了一组105根不同无侧限应力的碳布混凝土柱和约束模型。此模型预测了约束极限强度（f：）,约束极限轴应变（eec）和约束极限环向应变（5）,随后与相应的每个样本的实验数据进行对比。此外，建立每个样本的仿真模型的

2、轴向和环向应力-应变曲线并与相应的实验结果对比。拟建的模型可以非常好的预测待测试件的应力-应变曲线，此模型能够在均值和标准差分别为2.6%和10.7%的精度下准确的预测极限强度f心在0.3%和29.0%的精度下预测极限轴应变£心但是，此模型只能在13.7%和26.3%的低精度下预测极限环向应变5。近年来，碳布外部加固混凝土柱十分流行。它包括FRP包裹现有的柱子（例如ElGawadyetal[1]）和在玻璃钢管道里灌注混凝土的新型柱子结构（例如ElGawadyetal.[2],ElGawadyandSha'Ian[3]）。这种玻璃钢加固的柱子能够因为FRP管道在环向上的的高

3、强度而增强混凝土的延性，这将提高侧限柱子的轴向应变。基本侧限模型的精度取决于模型本身对混凝土膨胀（取决于混凝土的材料特性）、外侧压力（取决于约束材料特性）、塑性体积应变的量三者之间的把握。人量的研究建立了FRP侧限混凝土的分析基本模型。Ozbakkalogluetal.[4]主导了一个68个圆形截面FRP侧限混凝土杠的基本模型的对比实验。模型在预测极限侧限强度f时，其平均绝对误差和标准差分别为1&6%和18.9%o运用设计导向模型，其绝对误差和标准差提高到22.2%和19.5%。但是，针对极限侧限轴应变£“的预测则是不确定的。在设计导向模型中，极限侧限轴应变的绝对误差和标

4、准差分别为53.0%和57.1%；相对于分析导向模型，两个值则分别提高到130%和173%O混凝土作为压敏材料能够运用塑性理论模型，为了提供一个准确的关于被动约束混凝土(FRP约束混凝土)的行为预测，塑性模型需要以下三个特点【5】：(1)屈服准则，反映第三个偏应力不变量的影响；(2)约束型硬化/软化规律；(3)约束型流体规则，膨胀参数不仅与I韦I压有关还与约束的多少有关。在预测FRP约束混凝土的行为时，DruckerandPrager(D-P)型塑性模型已经广泛的应用于有限元单元(FE)的编码中(例如【5-13】)。然而，一个传统的D-P模型不包括以上三个特性【5】。混凝

5、土塑性流动法则与塑性应变率向量的屈服面角度有关，这个角度可以达到90度或者偏低于90度【14】。沿着一条直线发展的塑性流动正常的屈服而被称为一个关联的流动法则，如果在混凝土模型中运用此法则将会导致非常大的剪切膨胀【15】。在运用D-P模型吋，很多的研究人员(例如Lan[16],Fang[17],Mahfouzetal.[18])采用关联流动法则导致了对侧限混凝土的横向扩张的超估。Mirmiranetal.[7],Shahawyetal.[19]andWongetal.[20]运用无关联的流动法则，能够很好的预测轴向应力-应变曲线，但是却得不到良好的体积响应。在这些案例中，

6、侧限混凝土的横向扩张的反应预测相当不错，但是不是高精度。膨胀参数对于FRP侧限混凝土的轴向容量和体积响应起着至关重要的作用，但是只有少量的学者试图以适当的值量化膨胀参数。Yuetal.[5],Jiangetal.[8],andJiangandWu[6]证明了混凝土加载时的的轴向塑性应变和约束增加对于混凝土的剪切膨胀的影响。他们提供了分析模型介绍了混凝土膨胀参数的变化作为一个塑性应变函数和约束横向刚度比例。这些模型可以在有限元程序中作为一个子程序。然而，这些模型不能预测FRP侧限混凝土的具体行为，同时在实际设计时，他们过于繁琐和复杂。Rousakisetal.[21]and

7、Karabinisetal.[9]开发的针对D-P模型的膨胀参数是混凝土抗压强度f:和约束系数E1的函数。这种约束系数被定义为约束应力和环向应变的比值。约束应力，f】，可以用以下公式计算：编辑公式(1)!其屮ft是FRP材料的极限抗拉应力，tf是约束的厚度，D是混凝土柱的核心直径。Rousakisetal.[21]给出了基于D-P塑性模型的膨胀参数的分析模型，它是抗压强度f：和约束系数Ei的函数。1.1剪切膨胀参数KaragozianandCase（K-C）的混凝土材料模型在LS-DYNA软件包中是一个基于塑性混凝土材料的模型