混凝土及岩土材料破坏过程的弹塑性各向异性损伤数值模型及其应用

摘要

博士学位论文摘要 混凝土及岩土材料的破坏过程,是一个极其复杂和极富挑战的研究课题,是力学、材料和工程等学科的研究热点和难点之一。研究混凝土及岩土材料的破坏过程,对于实现从传统的状态(强度)设计理念向现代的过程设计理念转变。揭示混凝土及岩土材料破坏过程的非线性力学行为本质及其破坏机理,提高岩土工程设计水平,评价地下工程安全性能,合理进行地基、边坡工程维修和加固等,均具有重要的理论意义和工程实用价值。 试验作为研究混凝土及岩土材料破坏过程最为直接的手段,为促进其破坏过程的研究发展起了决定性作用。然而,由于受人力、物力和财力等制约,材料的破坏过程试验往往受到限制。理论解析通过对材料进行简化,运用力学和随机分析等研究方法,对其破坏过程的应力与应变关系进行解析,为研究材料的破坏过程提供了重要途径。然而,限于目前数学、力学等的发展水平,解析方法还难以解析材料内部微破裂之间的相互作用问题。数值试验为研究混凝土及岩土材料的破坏过程提供了重要手段。基于材料的细观结构特征和细观单元的本构关系,将随机分布理论和计算力学相结合,可实现混凝土及岩土材料渐进性破坏的全过程分析。细观测试技术的发展和应用,为获取材料的细观结构特征提供了实验手段。