收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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

冷飞  
【摘要】: 本文构造了混凝土在塑性过程中的能量耗散增量函数形式,推导了基于热力学原理的混凝土弹塑性本构模型,并将之推广得到了率型一致粘塑性模型。模型能自动满足热力学定律,具有较为严密的理论基础,与试验结果符合良好。最后利用本文模型对Koyna重力坝和大岗山拱坝进行动力非线性地震反应分析,探讨了各模型以及应变率对大坝地震反应的影响。 论文介绍了基于热力学原理建立本构模型的基本理论和一般过程,以能量耗散函数为基础讨论了耗散应力空间的屈服函数;尝试从宏观角度和细微角度分析了部分塑性功恢复的机理;从理论上证明了混凝土流动法则的相关性和非正交性;根据Ziegler正交假定确定了耗散应力空间的流动法则;通过迁移应力确定了真实应力空间中的屈服函数和流动法则,建立了完整的本构模型。 修改Collins提出的耗散函数,构造了适用于混凝土的耗散函数,推导了混凝土材料的本构模型。根据部分模型参数的物理意义和屈服面的几何形状,确定了部分模型参数的取值范围。根据已有的试验资料,拟合了模型参数,计算结果与试验符合较好,验证了模型的正确性和有效性。 构造了一个主应力空间中耗散增量函数以描述混凝土材料屈服函数在π平面上非圆形的轨迹。得到的模型能够反映混凝土材料对静水压力的敏感性以及拉压不等性,能够较好地描述出非正交的塑性流动和混凝土在单轴受压下的体积膨胀。拟合参数后,计算得到的单双轴拉压曲线与试验吻合情况良好,对比显示计算效果更好。 根据一致率型粘塑性模型的概念,在基于能量耗散的混凝土静态模型中引入应变率的影响,建立了基于热力学的一致率型粘塑性模型,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试件的动力特性,同时计算混凝土结构的动力反应,考虑应变率的影响后,结构的响应发生了较大的变化,因此,应变率对混凝土结构响应的影响是一个不可忽视的因素。 用线弹性模型和本文率无关、率相关共五个模型计算了Koyna重力坝和大岗山拱坝的地震反应,并初步探讨了不同模型以及应变率对大坝地震反应的影响,计算结果表明拉应力成为大坝震设计中的控制应力。考虑应变率对混凝土性能的影响后,混凝土的抗拉强度得到提高,坝体能承受的拉应力提高,拉坏区缩小,塑性应变也有所减小,塑性应变率也发生明显变化。相比受拉,应变率对坝体中压应力的分布没有明显影响。本文的计算结果为大岗山拱坝的设计和抗震安全评价提供了参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前13条
1 张友山;论热力参数的不对等原理[J];热能动力工程;1990年06期
2 沙爱民,张登良;稳定土火山灰作用的热力学原理及应用研究[J];岩土工程学报;1995年03期
3 周义光;确定风机效率的热力学原理[J];四川工业学院学报;1997年02期
4 刘万福,马一太,刘勇;从广义热力学原理分析能源及利用[J];能源工程;2002年02期
5 杜霞;密闭容器内混合气体燃烧压力上升速度的解析[J];北京理工大学学报;1990年S2期
6 ;螺旋平底锅[J];标准生活;2012年07期
7 张建;刘乃林;胡涛;;定氧定碳和定氧定铝的热力学原理[J];工业计量;2011年S2期
8 孔庆全;;相对论热力学原理浅论[J];煤矿现代化;2006年06期
9 冷飞;林皋;;塑性流动法则的相关性[J];哈尔滨工业大学学报;2006年06期
10 郭晓霞;迟世春;杨峻;林皋;;基于热力学原理的土体动力模型阈值应变研究[J];水利学报;2008年09期
11 陈建华;孙方明;;消除灯头玻璃铅渣问题的热力学原理[J];上海建材学院学报;1995年02期
12 蔡亮,虞维平,施明恒;一种测量吸湿性松散物料体积的热力学方法[J];计量学报;2000年02期
13 张桂良,孙中义,项捷;氧化锆探头在应用方面若干问题的探讨[J];华东电力;1981年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978