混凝土双K断裂参数计算的半解析有限元法

摘要

混凝土裂缝扩展的双K断裂准则,用于描述混凝土结构裂缝的起裂、稳定扩展和失稳断裂.其相应的双K断裂参数(起裂断裂韧度KiniIC和失稳断裂韧度KunIC)一般通过简便的试验和基于虚拟裂缝扩展粘聚力的解析方法确定.利用平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,以解析的方法推导出基于混凝土虚拟裂缝扩展线性粘聚力模型的平面裂缝解析元列式.将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意结构几何形状的混凝土平面裂缝双K断裂参数的计算问题.数值计算结果表明半解析有限元法对该类问题的求解是十分有效的.