特殊荷载条件下的混凝土梨形屈服面本构关系

摘要

本文依据经典塑性力学理论建立了一个混凝土的弹塑性本构模型，它可以描述沿着单直线应力路径和相对复杂的双直线应力路径加载时混凝土的力学行为。目前人们普遍采用的比例加载实验的路径是单直线应力路径。本文的双直线加载应力路径的含义是加载分为两个阶段，在第一阶段只施加应力球量，当到达设计值后进入到第二阶段。在第二阶段保持应力增量的比例恒定。由于在这两个阶段应力运动的轨迹都是直线，故称双直线路径。为了构建本构模型，首先对本课题组完成的三轴试验数据进行了分析。重点分析了在5条双直线加载应力路径上的单调加载和循环加载试验结果，并对二者的特点进行了比较。 沿用经典塑性力学的处理方法，本文认为混凝土在未达到屈服状态前产生的变形只有弹性变形，达到之后有塑性变形。通过选择合理的屈服面方程以及塑性势能函数，构建一个混凝土本构模型，并将模型与试验结果进行了对比。模型采用的屈服函数借鉴了徐日庆等人为了描述土的力学行为提出的梨形屈服面方程。模型采用的塑性势能函数通过对Druker-Prager屈服函数修改得到。模型模拟的试验的加载路径共有8条，其中有3条是单直线应力路径（单调比例加载），有5条是双直线应力路径。模型可以模拟强化部分的混凝土应力应变关系，并且可以比较准确的描述混凝土在软化段的变化趋势。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

第1 章引言

1.1 论文的研究背景和意义

1.2 混凝土本构研究的国际国内现状

1.3 本文的研究目的及章节安排

1.3.1 研究目的

1.3.2 章节安排

第2 章混凝土本构关系简介

2.1 边界面的概念

2.2 边界面模型的构成

2.3 界面模型

2.3.1 经典弹塑性理论的边界面模型

2.3.2 边界面的投影法则

2.3.3 本构方程

2.4 塑性增量理论

2.4.1 加卸载准则

2.4.2 流动法则和一致性条件

2.4.3 强化准则

第3 章试验描述及结果分析

3.1 试验概况和加载应力路径

3.1.1 双直线应力路径

3.1.2 单直线应力路径和恒侧压加载应力路径

3.2 应力——应变关系分析

3.2.1 单调加载

3.2.2 循环加载

第4 章混凝土本构模型的建立及计算

4.1 梨形屈服面的分析

4.2 混凝土应变增量构成

4.3 塑性应力-应变关系

4.4 弹性应力-应变关系

4.5 模型的计算过程

4.6 模型参数的选择

4.7 模型计算与试验数据的对比

4.8 结果分析

第5 章结论与展望

参考文献

附录 计算程序