大骨料混凝土率型内时损伤本构模型

摘要

如今大多数大体积混凝土水工结构都采用大骨料混凝土材料。结构在服役期间也会承受来自外界的各种动荷载作用，如地震荷载、风荷载等。但是目前，针对这些结构的数值分析很多还仅仅停留在只考虑应变率效应，或者是大骨料因素的基础上，很少同时考虑二者的耦合影响。
　　为了能更好的描述大体积混凝土结构在动荷载作用下的力学响应，本文以内时和损伤理论为基础，分析了骨料粒径和应变率效应对于混凝土损伤的影响。建立了大骨料混凝土的率型内时损伤本构模型，并采用该模型进行数值分析，与大骨料混凝土多轴动态试验数据对比。结果显示理论模型与试验数据符合较好，说明本文提出的本构模型可作为大骨料混凝土结构动态性能分析的依据。
　　最后，分别应用本文提出的本构模型和未考虑大骨料因素的内时损伤本构模型对某混凝土拱坝进行非线性地震反应分析。结果表明，考虑骨料粒径和应变率效应对于拱坝结构的力学特性分析产生了较大的影响，在实际工程中应得到重视。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 混凝土动态力学特性受应变率影响研究概况

1．2．1 混凝土强度特性

1．2．2 混凝土变形特性

1．3 影响混凝土动力特性的其它因素

1．3．1 养护条件

1．3．2 尺寸效应

1．3．3 骨料

1．4 大体积混凝土试验研究概况

1．5 混凝土损伤本构模型的研究概况

1．5．1 弹塑性损伤模型

1．5．2 各向同性损伤与各向异性损伤模型

1．5．3 静力损伤与动力损伤模型

1．6 本文的主要研究内容

2 大骨料混凝土率型内时损伤本构模型的建立

2．1 前言

2．2 损伤变量的定义

2．2．1 损伤力学理论简介

2．2．2 混凝土损伤模型简介

2．2．3 本文损伤变量的定义

2．3 有效应力的内时弹塑性关系式

2．3．1 内时理论简介

2．3．2 内蕰时间的定义

2．3．3 内时弹塑性本构方程

2．4 损伤演变方程的推导

2．5 不同骨料级配的损伤演变方程

2．5．1 混凝土受拉情况下损伤参数拟合

2．5．2 混凝土受压情况下损伤参数拟合

2．6 考虑率效应的动态损伤

2．7 大骨料混凝土率型内时损伤本构模型子程序

2．7．1 ABAQUS二次开发环境

2．7．2 用户子程序简介

2．7．3 程序简介

3 模型验证

3．1 单轴拉伸

3．2 单轴压缩

3．3 双轴压缩

4 拱坝非线性地震反应分析

4．1 前言

4．2 人工地震波的合成

4．2．1 合成的基本理论

4．2．2 人工波的修正

4．2．3 地震波合成程序及结果

4．3 模型建立

4．4 拱坝模型与结构参数

4．5 拱坝模型计算结果分析

5 结论

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢