收藏本站
《重庆大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用

于海祥  
【摘要】:以内变量理论和不可逆热力学理论为基础的损伤力学在发展混凝土类工程材料的本构模型方面提供了新的理论框架。基于应变等效假设和有效应力概念的损伤理论是将损伤力学推广到工程应用的重要途径,但该理论的核心问题是如何确定不受损伤发育影响的理想参考受力状态。现存的各种损伤模型所依赖的理想应力-应变关系都是主观假定的,因此通过实验方法寻找近似“不受初始裂纹开展影响”条件下的材料应力-应变特性是亟待解决的问题。本文致力于以损伤力学和弹塑性理论相结合的方法研究混凝土的本构模型,在通过实验得到的混凝土“无损伤发育”应力-应变曲线的基础上提出了一种拉、压分段曲线损伤模型,并将此理想曲线与混凝土塑性理论相结合提出了一种新型的混凝土弹塑性损伤本构模型,通过高效、稳定的数值方法实现了该本构模型在混凝土结构非线性分析中的应用。论文的主要工作和结论如下: ①通过对大量的混凝土塑性理论和损伤理论方面文献的研究和分析,指出了从应变等效假设的角度建立损伤模型必须首先确定材料的无损伤参考工作状态;论证了材料的无损伤参考工作状态对建立损伤本构关系的重要性。 ②通过对混凝土施加围压,使单轴受压混凝土的裂缝发展受到限制,从而研究混凝土在接近无裂纹发展状态(无损伤产生的理想状态)下的受压性能。实验着重考察了不同围压比对混凝土受压应力-应变关系的影响规律,以及围压对混凝土裂缝发展的限制作用,得出了一些与同类实验不同的结果,系统地分析了围压对混凝土受压性能的影响规律。 ③根据不同围压比下的三轴实验数据,提出了混凝土无损伤发展状态的受压应力-应变关系曲线,并通过实验首次研究了无损伤发展发展状态下的混凝土循环加卸载的应力-应变关系,通过多种途径证实了本文得到的理想应力-应变曲线可以作为一维无损伤受压状态的参考曲线,并为三维弹塑性损伤模型的建立提供了理论基础。 ④在对比理想曲线与实际实验曲线的基础上建立了符合热力学框架的一维拉、压损伤模型,并根据应力连续性条件确定了其中的控制参数。对混凝土单轴拉、压实验的数值模拟证明了本文所建立的一维分段曲线损伤模型的合理性和准确性。 ⑤建立了一种损伤和塑性相解耦的并满足热力学基本方程的弹塑性-损伤本构模型。模型的弹塑性部分建立在有效应力空间,并采用拉、压双重强化屈服函数,其单调强化关系采用本文得到的理想状态受压应力-应变曲线;损伤部分采用一维状态下的损伤演化方程,将有效应力张量及强化参数进行正负分解并引入拉、压两个损伤参数以充分体现两种受力机制的组合影响。 ⑥推导了基于弹性试算-塑性修正-损伤修正过程的应力更新本构积分算法。证明了对于本文所采用的塑性模型,弹性试算步不仅能判断弹塑性状态而且能给出更新后有效应力张量的主方向及主应力的方位角,因此应力更新过程只需计算两个应力不变量,大大减少了计算工作量,提高了算法效率。根据本文模型理论得到了算法一致性切线刚度矩阵并编制了高效计算机程序,对各种荷载工况下的混凝土材料和构件进行了数值模拟,结果表明,本文本构模型能够较好地进行混凝土结构非线性分析。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU528

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈潇洋;于海祥;王学远;武建华;;基于0.2定围压比状态下的约束混凝土性能研究[J];实验力学;2012年02期
2 李润璞;杜成斌;王山山;;基于石膏材料的小结构重力坝损伤本构模型研究[J];实验力学;2013年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 于海祥;武建华;唐明;;混凝土分段曲线受压损伤模型[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 魏明尧;含瓦斯煤体气固耦合渗流机理及应用研究[D];中国矿业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 顾章川;圆钢管混凝土粘结界面损伤性能的试验研究[D];华东交通大学;2012年
2 肖青战;板墙加固短肢砌体剪力墙抗剪承载力研究[D];新疆大学;2013年
3 孙霁;混杂聚丙烯纤维混凝土损伤力学性能研究[D];重庆大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何明,符晓陵,徐道远;混凝土的损伤模型[J];福州大学学报(自然科学版);1994年04期
2 董毓利,谢和平,李世平;砼受压损伤力学本构模型的研究[J];工程力学;1996年01期
3 郑颖人;高红;;材料强度理论的讨论[J];广西大学学报(自然科学版);2008年04期
4 钱济成;周建方;;混凝土的两种损伤模型及其应用[J];河海大学学报;1989年03期
5 金玉,王向东,徐道远,李同春;基于无损弹塑性模型的混凝土损伤定量分析[J];河海大学学报(自然科学版);2003年06期
6 于海祥,武建华,张国彬;一种新型的混凝土结构双参数地震损伤模型[J];重庆建筑大学学报;2004年05期
7 于海祥;武建华;李强;;混凝土损伤本构模型研究评述[J];重庆建筑大学学报;2007年02期
8 过镇海,张秀琴,张达成,王如琦;混凝土应力-应变全曲线的试验研究[J];建筑结构学报;1982年01期
9 范镜泓;内蕴时间塑性理论及其新进展[J];力学进展;1985年03期
10 范镜泓;内蕴时间塑性理论及其新进展(续)[J];力学进展;1985年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙南屏;砼的一种假塑性变形[J];四川建筑科学研究;1999年01期
2 金国芳,李思明,陆浩亮,陈冠尧;梁腹开洞后受力分析的荷载试验及有限元计算分析[J];四川建筑科学研究;2001年02期
3 赵勇,李伟兴,黄鼎业;后张预应力混凝土结构的次轴力[J];四川建筑科学研究;2003年01期
4 何林,肖承波,吴体;某工程加层部分的安全性鉴定[J];四川建筑科学研究;2003年02期
5 刘广均,张钢;砌体结构设计中应注意的几个问题[J];四川建筑科学研究;2003年02期
6 徐晓阳,马宏伟,张兴虎;平面十字形节点试验的总结[J];四川建筑科学研究;2003年03期
7 浦沪军;民用建筑可靠性鉴定中双向板承载能力安全性等级的评定[J];四川建筑科学研究;2003年04期
8 周定松,王莺歌;后张预应力混凝土框架梁设计方法的研究[J];四川建筑科学研究;2003年04期
9 米健,王晓波,崔苗,刘国银,陈哲;深圳会议展览中心预应力设计[J];四川建筑科学研究;2003年04期
10 范颖芳,周晶;人工神经网络在受腐蚀钢筋混凝土结构工程中的应用[J];四川建筑科学研究;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尹洪冰;罗兴隆;谭金涛;张林在;;美国混凝土规范墙体预埋件的计算分析及与中国混凝土规范的对比[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
2 宋常;冯新;周晶;;高混凝土重力坝在强震作用下损伤破坏的数值模拟[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 胡少伟;陆俊;范向前;;混凝土断裂试验中的声发射特性研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
4 郑愚;钟永刚;;对GFRP筋混凝土桥梁面板内压缩薄膜效应的研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
5 崔士起;姜丽萍;刘文海;;混凝土表面嵌固板条的黏结强度试验研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
6 范海丰;刘玉擎;贺君;;GFRP-混凝土组合桥面板抗弯性能研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
7 汪海东;曾志兴;;基于混凝土力学的CFRP加固RC梁受弯承载力计算与分析[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
8 郝润霞;武志超;;碳纤维技术在包钢选矿厂再磨车间厂房加固中的应用[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
9 郭晓燕;王秀珍;;碳纤维加固技术在纺织及发电厂等潮湿环境中的应用[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
10 周建康;缪建杨;;无粘结预应力技术在天津滨海文化商务中心工程中的应用[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年
2 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
3 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 汪忠明;基于非局部增强梯度模型的混凝土断裂损伤研究[D];合肥工业大学;2010年
5 张骥;混凝土塑性—损伤本构模型研究[D];华中科技大学;2010年
6 朱昌宏;带约束拉杆方形和矩形截面钢管混凝土短柱承载力与延性[D];华南理工大学;2010年
7 左志亮;带约束拉杆异形截面钢管混凝土短柱的受压力学性能研究[D];华南理工大学;2010年
8 刘灿;横向预应力混凝土梁的抗剪性能及预应力损失研究[D];华南理工大学;2010年
9 劳晓春;RC矩形截面剪力墙构件的抗震性能及其性能指标限值研究[D];华南理工大学;2010年
10 甄晓霞;大跨径钢桥桥面铺装体系力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
4 于群;钢—高强混凝土组合梁非线性分析[D];山东科技大学;2010年
5 杨凤莲;配置加强箍筋混凝土短柱力学性能试验研究[D];山东科技大学;2010年
6 袁英保;基于分层沉降试验的复合地基变形问题研究[D];郑州大学;2010年
7 田利辉;聚氨酯小框体外墙外保温体系研究[D];郑州大学;2010年
8 黄晓战;纤维矿渣微粉混凝土高温损伤机理与力学性能研究[D];郑州大学;2010年
9 赵发军;在役混凝土梁桥结构加固模型试验研究[D];郑州大学;2010年
10 倪川;某框架结构振动特性测试与控制分析研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚武;纤维混凝土的低温性能和冻融损伤机理研究[J];冰川冻土;2005年04期
2 王利;高谦;;基于强度理论的岩石损伤弹塑性模型[J];北京科技大学学报;2008年05期
3 李淑春;刁波;叶英华;;反复荷载作用下的混凝土损伤本构模型[J];铁道科学与工程学报;2006年04期
4 杨玉成,袁一凡,郭恩栋,柳春光,杨雅玲;1996年2月3日云南丽江7.0级地震 丽江县城震害统计和损失评估[J];地震工程与工程振动;1996年01期
5 程红强;高丹盈;;聚丙烯纤维混凝土冻融损伤试验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2010年S2期
6 ;COAL GAS DYNAMICS AND ITS APPLICATIONS[J];Scientia Geologica Sinica;1994年01期
7 周云;邹征敏;张超;吴从晓;;汶川地震砌体结构的震害与改进砌体结构抗震性能的途径和方法[J];防灾减灾工程学报;2009年01期
8 聂百胜,何学秋,王恩元;瓦斯气体在煤孔隙中的扩散模式[J];矿业安全与环保;2000年05期
9 余楚新,鲜学福,谭学术;煤层瓦斯流动理论及渗流控制方程的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1989年05期
10 张代钧,鲜学福;煤大分子结构研究的进展[J];重庆大学学报(自然科学版);1993年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 彭晓华;辽宁矿区煤层气开采渗流规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 郭红玉;基于水力压裂的煤矿井下瓦斯抽采理论与技术[D];河南理工大学;2011年
3 王振;煤岩瓦斯动力灾害新的分类及诱发转化条件研究[D];重庆大学;2010年
4 黄伟;基于流固耦合动力学的矿压显现与瓦斯涌出相关性分析[D];中国矿业大学;2011年
5 孙可明;低渗透煤层气开采与注气增产流固耦合理论及其应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
6 吴世跃;煤层气与煤层耦合运动理论及其应用的研究[D];东北大学;2006年
7 李忠华;高瓦斯煤层冲击地压发生理论研究及应用[D];辽宁工程技术大学;2007年
8 涂光亚;脱空对钢管混凝土拱桥受力性能影响研究[D];湖南大学;2008年
9 马东民;煤层气吸附解吸机理研究[D];西安科技大学;2008年
10 陶云奇;含瓦斯煤THM耦合模型及煤与瓦斯突出模拟研究[D];重庆大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 袁方;钢管混凝土界面粘结性能的试验研究[D];华东交通大学;2011年
2 邓爱民;混凝土损伤行为特性研究[D];河海大学;2001年
3 徐俊祥;混凝土结构的损伤力学分析[D];河海大学;2004年
4 池建军;钢管混凝土界面抗剪粘结性能的试验研究与有限元分析[D];长沙理工大学;2004年
5 滑程耀;方钢管混凝土界面粘结性能的试验研究与理论分析[D];西安建筑科技大学;2007年
6 唐明;混凝土受压损伤本构模型试验研究及应用[D];重庆大学;2010年
7 张丽;钢管混凝土粘结—滑移性能试验研究及性能分析[D];兰州交通大学;2010年
8 张俊斌;既有中小学校舍加固方法的研究[D];昆明理工大学;2012年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郑金城;徐超;彭刚;王乾峰;宋来忠;;预静态加载后的混凝土动态受压特性试验[J];实验力学;2013年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江近仁,孙景江;砖结构的地震破坏模型[J];地震工程与工程振动;1987年01期
2 欧进萍,牛荻涛,王光远;多层非线性抗震钢结构的模糊动力可靠性分析与设计[J];地震工程与工程振动;1990年04期
3 牛荻涛,任利杰;改进的钢筋混凝土结构双参数地震破坏模型[J];地震工程与工程振动;1996年04期
4 徐道远,符晓陵,朱为玄,王向东;坝体混凝土损伤-断裂模型[J];大连理工大学学报;1997年S1期
5 李杰;混凝土随机损伤本构关系研究新进展[J];东南大学学报(自然科学版);2002年05期
6 何明,符晓陵,徐道远;混凝土的损伤模型[J];福州大学学报(自然科学版);1994年04期
7 刘大斌;韩文坝;蔡冰清;韩晓东;;强度理论与实验现象[J];中国工程科学;2007年12期
8 钱济成;周建方;;混凝土的两种损伤模型及其应用[J];河海大学学报;1989年03期
9 于海祥,武建华,张国彬;一种新型的混凝土结构双参数地震损伤模型[J];重庆建筑大学学报;2004年05期
10 刘柏权,徐云中,白绍良;钢筋混凝土柱在等幅对称位移循环加载下的低周疲劳性能[J];重庆建筑大学学报;1996年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 逯静洲;三轴受压混凝土损伤特性理论与试验研究[D];大连理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 邓爱民;混凝土损伤行为特性研究[D];河海大学;2001年
2 向在兴;仅按重力荷载设计的钢筋混凝土框架柱的抗震能力及加固方法试验研究[D];重庆大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 伊晨琦;;浅谈钢筋混凝土结构的控制[J];黑龙江科技信息;2004年02期
2 齐志宝;;刍议混凝土施工质量控制[J];黑龙江水利科技;2007年02期
3 高翔;;浅析混凝土裂缝成因与预防处理技术[J];科技信息(科学教研);2007年27期
4 覃志学;舒海;;桥梁混凝土外观质量控制[J];广东交通职业技术学院学报;2007年04期
5 李振富;;如何控制混凝土在高速公路施工中的裂缝治理问题[J];建材与装饰(下旬刊);2008年03期
6 李开煜;;预应力混凝土空心板施工裂缝的分析及控制[J];北方交通;2009年01期
7 李春莹;徐新;冯力;;浅谈混凝土裂缝的产生原因与控制[J];北方交通;2009年02期
8 刘阳;;混凝土裂缝的成因与对策[J];商品与质量;2009年S1期
9 吴本;;浅谈产生混凝土裂纹的原因及其控制措施[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2009年09期
10 孙卫民;李艳;;浅谈建筑住宅工程预应力空心板裂缝的防治措施[J];科技风;2009年19期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何冬明;;防水抗裂混凝土在地下工程中的应用[A];中国土木工程学会隧道与地下工程分会防水排水专业委员会第十五届学术交流会论文集[C];2011年
2 赵文斌;;大体积混凝土施工[A];河南省金属学会2010年学术年会论文集[C];2010年
3 李四化;;论大体积混凝土施工[A];河南省土木建筑学会2008年学术交流会论文集[C];2008年
4 张伟;董银鹏;;混凝土及填充墙裂缝的防范措施[A];土木建筑学术文库(第12卷)[C];2009年
5 杨大超;卢涌;;杀人分尸后混凝土浇注尸体形成尸蜡1例[A];全国第六次法医学术交流会论文摘要集[C];2000年
6 姜绍飞;梁玉君;韩林海;;砼浇筑方式对钢管混凝土构件性能的影响[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
7 张云华;;UEA混凝土在地下工程施工中的应用[A];土木建筑学术文库(第9卷)[C];2008年
8 卢银玲;张昕;;浅谈水泥混凝土路面裂缝问题[A];土木建筑学术文库(第12卷)[C];2009年
9 王绪胜;阚文涛;王功强;;交口焦化厂焦炉基础顶板施工实践与探索[A];山东省煤炭学会2006年年会论文集[C];2006年
10 张向阳;;大体积混凝土结构裂缝分析与控制措施[A];河南省土木建筑学会2009年学术年会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈森 宛霞;中铁七局建筑公司沙特项目部大体积混凝土浇注创“延布地区”新纪录[N];中华建筑报;2006年
2 记者 张靖;十号线隧道抽水方案已着手研究[N];北京日报;2006年
3 记者 段裕祥;雉山桥重建工程桥梁主体工程完工[N];桂林日报;2009年
4 记者 郭雷 通讯员 窦凯;永红电子科技建设提速[N];蚌埠日报;2010年
5 YMG记者 中华;海阳核电站一号核岛筏基混凝土浇注成功[N];烟台日报;2009年
6 金长其;浅谈混凝土在施工过程中应注意的事项[N];中华建筑报;2006年
7 本报记者 霍峰;快速路建设如火如荼[N];青岛日报;2006年
8 邱笑尘 记者 赵蕴颖;东联路进行全方位“体检”[N];大连日报;2009年
9 刘仕君;商品砼裂缝的原因及防治[N];伊犁日报(汉);2007年
10 徐艳红;亚泰公司咬定安全不放松屡屡捧得长城杯[N];中华建筑报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高原;干湿环境下混凝土收缩与收缩应力研究[D];清华大学;2013年
2 张华;钢筋锈蚀对混凝土压弯构件变形性能的影响[D];华中科技大学;2011年
3 王飞;混凝土箱型结构的抗震性能研究[D];湖南大学;2013年
4 卜建清;车辆动荷载作用下桥梁墩柱主动托换关键技术研究及应用[D];中国铁道科学研究院;2011年
5 王新宇;折线先张法预应力混凝土箱梁受力性能及工程应用研究[D];郑州大学;2010年
6 李增志;预制混凝土管柱结构研究[D];天津大学;2012年
7 闫静雅;桩基础全寿命期对邻近已有隧道的影响研究[D];同济大学;2007年
8 司秀勇;桥梁钢混结合段力学特性理论及试验研究[D];燕山大学;2013年
9 赵晓艳;保温砌模钢筋混凝土网格框架节能结构体系性能研究[D];天津大学;2010年
10 侯炜;钢筋混凝土核心筒抗震性能及其设计理论研究[D];西安建筑科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许懿;快速应变率下混凝土单轴受拉本构关系试验研究[D];河北理工大学;2010年
2 李茂光;西部温湿度条件下混凝土体积变形与开裂规律研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 刘铭;骨料分布对混凝土力学行为影响的研究[D];沈阳建筑大学;2013年
4 孙虎跃;混凝土Ⅱ型梁悬索桥的温度场分析及温度效应研究[D];西华大学;2012年
5 薛倬昆;混凝土T梁桥合理耐用性能研究[D];长安大学;2010年
6 彭文平;拱架悬拼技术与混凝土拱肋早期裂缝研究[D];长沙理工大学;2010年
7 常洪雷;环境作用下混凝土内部相对湿度与宏微观性能演变研究[D];青岛理工大学;2013年
8 张寅;基于ANSYS的混凝土抗裂试验机理及改进研究[D];重庆交通大学;2012年
9 王琪栋;连续刚构桥跨中底板崩裂及其影响因素分析[D];重庆交通大学;2011年
10 陈凯;地铁免蒸养盾构隧道管片混凝土的设计与制备及其工程应用[D];武汉理工大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026