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《大连理工大学》 2002年
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混凝土率型本构模型及其在拱坝动力分析中的应用

肖诗云  
【摘要】: 本文对混凝土进行了动态抗拉抗压试验,并根据试验结果,建立了混凝土一致粘塑性Drucker-Prager模型和一致粘塑性Willam-Warnke三参数模型,最后对溪洛渡拱坝进行动力非线性地震反应分析,探讨了应变率对高拱坝地震反应的影响。 本文在分析高拱坝特点的基础上,对混凝土进行了动力抗拉抗压试验,研究了应变率对混凝土动态抗拉抗压强度特性的影响,给出了混凝土动态抗拉抗压强度增量与应变率对数之间的拟合公式;分析了应变率对混凝土弹性模量、峰值应力时的应变、泊松比和混凝土吸能能力的影响。在分析混凝土静动力本构模型的基础上,着重分析了混凝土的屈服强度与混凝土内变量(塑性应变或塑性应变功)以及混凝土的动态抗拉抗压强度增量与内变量的变化率之间的关系,为建立混凝土的动态本构模型打下了基础;同时,也研究了湿度条件对混凝土应变率与混凝土动态抗拉抗压强度及动态变形特性关系的影响。 本文在分析试验的基础上,根据一致粘塑性本构模型的概念,对混凝土常用的静态本构模型Drucker-Prager模型和Willam-Warnke三参数模型进行改造,引入应变率的影响,建立了一致粘塑性Drucker-Prager模型和一致粘塑性Willam-Warnke三参数模型,并与试验结果进行了比较,结果表明模型能够较好地反映混凝土在单轴情况下的动力特性,同时分别用算例讨论了应变率对结构动力反应的影响,从数值算例的结果可以看出:在结构的响应中,考虑了应变率的影响后,混凝土的变形及应力大小与分布发生了较大的变化,因此,应变率对混凝土结构的影响是一个不容忽视的因素。 本文计算了溪洛渡拱坝线弹性模型、率无关和率相关Drucker-Prager模型、率无关和率相关Willam-Warnke三参数模型的地震反应,并初步探讨了应变率对拱坝地震反应的影响,计算结果表明拱坝在地震反应过程中,拉应力成为拱坝设计的控制应力,考虑应变率的影响后,拱坝抗拉强度和拉应力都得到了提高;而由于拱坝具有较高抗压能力,压应力没有达到屈服,因而应变率对其影响甚微。同时,考虑到应变率的影响后,结构的总应变和总应变率没有发生明显的变化,但是塑性应变和塑性应变率发生了较大的变化。本文的计算结果为拱坝的设计和拱坝抗震安全性评价提供了参考。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TV642.4

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 黄娟;基于损伤理论的高速铁路隧道结构振动响应分析及疲劳寿命研究[D];中南大学;2010年
10 张皓;材料应变率效应对钢筋混凝土框—剪结构地震反应的影响[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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6 张剑;混凝土动态受压损伤试验研究[D];大连理工大学;2008年
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9 陈明阳;碾压混凝土重力坝抗震措施研究[D];大连理工大学;2010年
10 李兴龙;复杂地层水下盾构隧道地震响应分析[D];中南大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 杜修力;赵建锋;;考虑土-结构相互作用效应的结构地震响应时域子结构分析法[J];北京工业大学学报;2007年05期
8 卢静涵;姜芳;宁建国;;配筋对混凝土动态特性的影响[J];北京理工大学学报;2007年06期
9 王政;倪玉山;曹菊珍;张文;;冲击载荷下混凝土动态力学性能研究进展[J];爆炸与冲击;2005年06期
10 闫东明;林皋;;单向恒定侧压下混凝土动态抗压特性试验研究[J];爆炸与冲击;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 王万鹏;胡永乐;林俊德;陈剑杰;;高应变率下混凝土准一维大变形压缩实验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
7 吴平安;高明亮;杨洁;刘首;;混杂纤维轻骨料混凝土冲击动力性能试验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
8 张若棋;丁育青;汤文辉;;混凝土HJC、RHT本构模型的失效强度参数[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
9 张柱;宁建国;于晖;;轻气炮加载条件下素混凝土材料动态力学性能实验与数值模拟研究[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
10 刘海峰;宁建国;;冲击荷载下混凝土材料一维本构模型[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张骥;混凝土塑性—损伤本构模型研究[D];华中科技大学;2010年
3 王文全;薄壁结构流固耦合数值模拟及计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
4 艾士刚;基于细观结构的液体橡胶基混凝土破坏机理分析[D];华南理工大学;2011年
5 曹吉星;钢纤维混凝土的动态本构模型及其有限元方法[D];西南交通大学;2011年
6 胡卫;高拱坝破损溃决全过程模拟及安全评价方法研究[D];清华大学;2010年
7 潘坚文;高混凝土坝静动力非线性断裂与地基辐射阻尼模拟研究[D];清华大学;2010年
8 贾彬;混凝土高温静动力学特性研究[D];重庆大学;2011年
9 王立闻;活性粉末混凝土高温后动力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 徐达;外加电磁场控制焊接变形及冷裂纹研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张圣言;掺纳米SiO_2钢纤维混凝土力学性能试验研究[D];郑州大学;2010年
2 孟顺意;混凝土双轴动态试验研究[D];大连理工大学;2010年
3 邓海龙;混凝土重力坝时效位移与损伤度及其对比分析研究[D];南昌大学;2010年
4 王勇;温度、地震荷载作用下拱坝动力响应的理论分析和数值模拟[D];昆明理工大学;2010年
5 韩雨;南非瓦尔河挡水围堰拆除稳定性分析[D];武汉理工大学;2011年
6 王晓飞;聚丙烯纤维混凝土轴拉和弯曲性能的试验研究[D];大连理工大学;2011年
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9 陈贵炫;橡胶混凝土的抗冲击性能研究[D];广东工业大学;2011年
10 赵绩枫;一种新型动能弹侵彻混凝土数值模拟[D];中北大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖光明,吕西林;钢筋混凝土结构动力相似关系研究[J];四川建筑科学研究;1989年03期
2 石建军,胡绍全,柯国军,郭长青,陈振富,孙德纶,陈俊杰;钢筋混凝土材料阻尼值的实验研究[J];四川建筑科学研究;2003年03期
3 敬登虎;FRP约束方形混凝土柱轴心受压强度模型[J];四川建筑科学研究;2005年03期
4 国胜兵,赵毅,赵跃堂,刘建新,王明洋;地下结构在竖向和水平地震荷载作用下的动力分析[J];地下空间;2002年04期
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2 周立端;曲建波;黄文云;;φ100大型霍普金森杆论证的气炮发射试验研究[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 赵艳华;混凝土断裂过程中的能量分析研究[D];大连理工大学;2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟顺意;混凝土双轴动态试验研究[D];大连理工大学;2010年
2 赵方芳;利用声发射技术研究高聚物粘结炸药的损伤与断裂特性[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2000年
3 陈刚;高碾压混凝土拱坝结构可靠度分析与破坏试验研究[D];四川大学;2001年
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5 杨建红;预应力锚索在小峡水电站闸墩中的应用研究[D];西安理工大学;2003年
6 吴锋;混凝土材料破坏过程的细观数值模拟[D];河海大学;2004年
7 尚岩;大体积混凝土材料静、动力学性能数值模拟[D];河海大学;2004年
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9 吴可训;钢筋混凝土非线性全过程分析的研究与实践[D];合肥工业大学;2004年
10 杨晓红;高拱坝泄洪孔支承结构工作性态分析[D];河海大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨晓平;邵式亮;;钢纤维混凝土冲击压缩韧性[J];四川建筑科学研究;2010年05期
2 周耀;王元丰;韩冰;杨健;;探地雷达检测混凝土含水率试验研究[J];北京交通大学学报;2011年01期
3 牛雯霞;黄洁;罗锦阳;简和祥;郑蕾;罗庆;柳森;;超高速撞击混凝土冲击压力测量与分析[J];兵工学报;2009年S2期
4 丁祖德;彭立敏;雷明锋;施成华;;高速铁路隧道列车振动响应影响因素分析[J];铁道科学与工程学报;2011年04期
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7 艾亿谋;杜成斌;洪永文;;考虑应变速率影响的混凝土重力坝非线性地震响应分析[J];防灾减灾工程学报;2007年03期
8 白卫峰;陈健云;范书立;;饱和混凝土单轴拉伸动态统计损伤本构模型[J];防灾减灾工程学报;2009年01期
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10 李敏;李宏男;;ABAQUS混凝土损伤塑性模型的动力性能分析[J];防灾减灾工程学报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王立成;宋玉普;;混凝土双轴受压动态强度准则[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 牛雯霞;黄洁;罗锦阳;简和祥;郑蕾;罗庆;柳森;;超高速撞击混凝土冲击压力测量与分析[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
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4 胡少伟;陆俊;;混凝土材料非线性对拱坝抗震安全评定的影响研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展[C];2009年
5 周耀;王元丰;韩冰;;混凝土含水率对梁动力性能影响研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2010年
6 韩笑;谢超;魏雪英;;民用建筑燃气爆炸泄压模型[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2012年
7 钟红;林皋;李红军;;单向恒定侧压下混凝土抗压特性数值模拟[A];隧道、地下工程及岩石破碎理论与应用——隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
8 钟红;林皋;李红军;;单向恒定侧压下混凝土抗压特性数值模拟[A];隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
9 宋玉普;尚世明;;混凝土动态性能及其影响因素[A];防振减灾工程理论与实践新进展(纪念汶川地震一周年)——第四届全国防震减灾工程学术研讨会会议论文集[C];2009年
10 袁俊强;肖建庄;李龙;;混凝土动态特性及不同加载速率下再生混凝土抗压强度分析[A];第三届全国再生混凝土学术交流会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 曹吉星;钢纤维混凝土的动态本构模型及其有限元方法[D];西南交通大学;2011年
3 黄虎;高耸分层取水结构动响应特性及叠梁闸门振动研究[D];天津大学;2010年
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5 刘克瑾;天津滨海新区新近吹填软黏土的流变特性及非线性流变本构模型研究[D];天津大学;2010年
6 陶琦;钢筋锈蚀的临界氯离子浓度与混凝土的剩余寿命预测[D];哈尔滨工业大学;2010年
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8 王立闻;活性粉末混凝土高温后动力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 李正;复杂受力条件下混凝土损伤本构模型及钢筋混凝土桥梁地震损伤分析[D];天津大学;2011年
10 李增志;预制混凝土管柱结构研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟顺意;混凝土双轴动态试验研究[D];大连理工大学;2010年
2 邓海龙;混凝土重力坝时效位移与损伤度及其对比分析研究[D];南昌大学;2010年
3 杨敏基;预应力粉煤灰钢筋混凝土构件的数值模拟[D];沈阳工业大学;2011年
4 林龙;冲击载荷作用下纤维砼的动力特性实验研究[D];暨南大学;2011年
5 陈贵炫;橡胶混凝土的抗冲击性能研究[D];广东工业大学;2011年
6 刘鹏;混凝土动态力学性能试验研究与数值分析[D];大连大学;2011年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 朱钧裕;长坚纤维在地下室防水混凝土中的应用[N];建筑时报;2005年
2 太原煤炭气化公司第二焦化厂 张江;浅谈混凝土的温湿度裂缝[N];山西科技报;2005年
3 刘鑫 王连生 记者 李清波;应力呈“蝴蝶”状 拱坝整体安全[N];四川日报;2011年
4 丹正昂杰;赵敏学到拱坝乡进行慰问[N];甘南日报(汉文版);2007年
5 ;有“韧带”的混凝土在美国研制成功[N];新华每日电讯;2005年
6 俞国荣(作者单位:杭州万艺建材有限公司);混凝土收缩裂缝成因及预防措施[N];中国建材报;2004年
7 通讯员 骆仁东 毛年永 翁均飞;八方集团打造循环经济链[N];绍兴日报;2005年
8 杨时;北京六环路桥梁建设成本降低[N];中国交通报;2005年
9 明辉 整理;弹性混凝土有了用武之地[N];中华建筑报;2005年
10 本报驻广东记者 张红;“营养过剩”诱使混凝土结构早期开裂[N];中国建材报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖诗云;混凝土率型本构模型及其在拱坝动力分析中的应用[D];大连理工大学;2002年
2 车轶;混凝土高拱坝孔口配筋与抗裂问题研究[D];大连理工大学;2002年
3 韩晓凤;锦屏高拱坝施工期性态分析及整体安全度研究[D];广西大学;2003年
4 冷飞;基于热力学原理的混凝土本构模型及其在大坝地震分析中的应用[D];大连理工大学;2008年
5 刘顺妮;水泥-混凝土体系环境影响评价及其应用研究[D];武汉理工大学;2003年
6 赵东拂;混凝土多轴疲劳破坏准则研究[D];大连理工大学;2002年
7 杨令强;高拱坝开裂分析及安全评价[D];天津大学;2003年
8 黄煜镔;混凝土脆性与力学参数的尺寸效应及其相互关系的研究[D];重庆大学;2002年
9 万玲;岩石类材料粘弹塑性损伤本构模型及其应用[D];重庆大学;2004年
10 孙林松;三维弹塑性接触问题的线性互补方法及拱坝结构非整体性分析研究[D];河海大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫晓鹏;混凝土静态和动态力学性能的实验研究[D];太原理工大学;2004年
2 张向荣;考虑损伤的混凝土非线性粘弹性本构关系研究[D];湘潭大学;2002年
3 黄树辉;混凝—过滤法在生活污水中的实验研究[D];中南林学院;2002年
4 王景贤;少熟料水泥耐久性研究[D];大连理工大学;2005年
5 周文峰;结构地震动力反应分析中的混凝土恢复力模型的适用性研究[D];重庆大学;2003年
6 杨顺存;混凝土破坏过程的数值模拟研究[D];河海大学;2004年
7 张明轩;混凝土结构工程施工质量调查研究[D];浙江大学;2004年
8 俞剑勇;混凝土夹芯板(CS板)结构非线性有限元分析研究[D];天津大学;2004年
9 王玉锁;新型混凝土复合早强剂的研究[D];西南交通大学;2004年
10 蒋向荣;混凝土及预应力混凝土叠合式受弯构件的刚度研究[D];武汉理工大学;2005年
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