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工程力学 2010年第5期27卷 60-67页

作者：赵兰浩李同春颜天佑河海大学水利水电工程学院江苏南京210098 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098

沿裂缝可能开展路径设置接触点对,将求解接触问题的有限元混合自由度法进行扩展,以实现混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的数值模拟。把作用在结构上的力系分解为外力和接触缝面上的接触力,以结构的位移为基本未知量,而以缝面局部坐标系下的... 详细信息

沿裂缝可能开展路径设置接触点对,将求解接触问题的有限元混合自由度法进行扩展,以实现混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的数值模拟。把作用在结构上的力系分解为外力和接触缝面上的接触力,以结构的位移为基本未知量,而以缝面局部坐标系下的结点接触力为迭代变量,将非线性接触迭代收缩在可能接触缝面上进行,提高了计算效率。计算过程中缝面接触力和开口位移可以显式地求出,故可方便地引入各种类型的混凝土软化本构关系,实现混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的数值模拟。首先给出了有限元混合自由度法求解接触问题的基本思路,然后引入混凝土软化本构关系,最后以数值算例说明了该文方法的正确性和有效性。

关键词：混凝土虚拟裂缝模型接触有限元软化

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基于虚拟裂缝模型的混凝土断裂过程区研究

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工程力学 2012年第9期29卷 112-116,132页

作者：卿龙邦李庆斌管俊峰王娟清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 华北水利水电学院土木与交通学院河南郑州450011

利用虚拟裂缝模型对混凝土断裂过程区进行了研究。以无限大板中心拉伸裂缝模型为例,将过程区裂缝张开位移采用多项式级数形式表示,求得了断裂过程区上的位移分布和粘聚力分布。进而分析了材料参数对断裂过程区上的位移、粘聚力、断裂过... 详细信息

利用虚拟裂缝模型对混凝土断裂过程区进行了研究。以无限大板中心拉伸裂缝模型为例,将过程区裂缝张开位移采用多项式级数形式表示,求得了断裂过程区上的位移分布和粘聚力分布。进而分析了材料参数对断裂过程区上的位移、粘聚力、断裂过程区长度以及峰值外荷载的影响。结果表明:断裂过程区上的位移和粘聚力均为非线性分布。断裂过程区长度随骨料最大粒径增大而逐渐增大,随抗压强度增大而逐渐减小。峰值外荷载随骨料最大粒径和抗压强度增大均逐渐增大。

关键词：混凝土虚拟裂缝模型断裂过程区拉伸软化曲线裂缝张开位移

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混凝土等效断裂韧度的虚拟裂缝模型解析方法

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东南大学学报（自然科学版） 2005年第z1期35卷 11-14页

作者：刘永光李忠献天津大学建筑工程学院天津300072

建立了一种求解基于虚拟裂缝模型的混凝土等效断裂韧度的实用解析方法.首先将虚拟裂缝区粘聚力作为相应的边界条件,运用修正的剪滞理论,根据能量法则推导出一种求解混凝土等效断裂韧度的解析计算模式;最后对照相关试验数据,得到了对应... 详细信息

建立了一种求解基于虚拟裂缝模型的混凝土等效断裂韧度的实用解析方法.首先将虚拟裂缝区粘聚力作为相应的边界条件,运用修正的剪滞理论,根据能量法则推导出一种求解混凝土等效断裂韧度的解析计算模式;最后对照相关试验数据,得到了对应数值解的解析解,且与相关试验对应的数值解相比,解析解的均方差和变异系数更小,具有更好的鲁棒性.由此可以得出结论,所提出的解析计算模式为求解混凝土等效断裂韧度提供了一种可靠的实用解析方法.

关键词：混凝土等效断裂韧度虚拟裂缝模型粘聚力剪滞理论

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基于虚拟裂缝模型求解混凝土等效断裂韧度的实用解析方法

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工程力学 2006年第11期23卷 91-98页

作者：李忠献刘永光天津大学建筑工程学院天津300072

主裂缝亚临界扩展所形成的虚拟裂缝区的粘聚力是影响混凝土断裂韧度尺寸相关性的重要因素.根据混凝土准脆性材料的断裂特性,建立了一种基于虚拟裂缝模型的求解混凝土等效断裂韧度的实用解析方法.首先根据复合材料力学和线弹性断裂力学... 详细信息

主裂缝亚临界扩展所形成的虚拟裂缝区的粘聚力是影响混凝土断裂韧度尺寸相关性的重要因素.根据混凝土准脆性材料的断裂特性,建立了一种基于虚拟裂缝模型的求解混凝土等效断裂韧度的实用解析方法.首先根据复合材料力学和线弹性断裂力学的基本原理,将虚拟裂缝的粘聚力作为相应的边界条件,运用修正的剪滞理论,分区引入变异层,建立了分层剪滞模型;然后根据能量法则,推导出求解混凝土等效断裂韧度的解析计算模式;最后针对相关试验的数值解,得到了混凝土等效断裂韧度的解析解.结果表明,对于不同的子层数,体积系列试件的混凝土等效断裂韧度均方差和变异系数分别低于0.0398和0.0384,高度系列试件的混凝土等效断裂韧度均方差和变异系数分别低于0.0394和0.0363,从而证明了混凝土等效断裂韧度是与试件尺寸无关的断裂参数;且与数值解相比,解析解的均方差和变异系数更小,证明了本文解析方法具有更好的鲁棒性.由此得出结论,基于虚拟裂缝模型所建立的解析模式为求解混凝土等效断裂韧度提供了一种可靠的、实用的解析方法.

关键词：混凝土等效断裂韧度虚拟裂缝模型粘聚力剪滞理论解析解

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基于虚拟裂缝模型的混凝土等效断裂韧度

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工程力学 2000年第1期17卷 99-104页

作者：吴智敏王金来徐世烺刘毅大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室大连116024

本文采用虚拟裂缝模型，将临界裂缝尖端张开位移ＣＴＯＤｃ作为控制参数，利用三点弯曲梁试件通过迭代求得了混凝土裂缝亚临界扩展量的临界值△ａｃ，据此求得了混凝土起裂断裂韧度ＫｉｎｉＩｃ、等效断裂韧度ＫｕｎＩｃ值。计算结果表... 详细信息

本文采用虚拟裂缝模型，将临界裂缝尖端张开位移ＣＴＯＤｃ作为控制参数，利用三点弯曲梁试件通过迭代求得了混凝土裂缝亚临界扩展量的临界值△ａｃ，据此求得了混凝土起裂断裂韧度ＫｉｎｉＩｃ、等效断裂韧度ＫｕｎＩｃ值。计算结果表明，随着试件尺寸的增大，△ａｃ增大，但ＫｉｎｉＩｃ、ＫｕｎＩｃ值却是与试件尺寸无关的断裂参数。这表明线弹性断裂韧度准则可应用于混凝土结构的裂缝评定。

关键词：混凝土裂缝断裂韧度虚拟裂缝模型

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基于虚拟裂缝模型的混凝土双K断裂参数

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水利学报 1999年第7期 12-16页

作者：吴智敏徐世烺王金来大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室大连116024

本文将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载 Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac的解析解,据此计算了最大尺寸为700×700×200mm的楔入劈拉混凝土试件... 详细信息

本文将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载 Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac的解析解,据此计算了最大尺寸为700×700×200mm的楔入劈拉混凝土试件的起裂断裂韧度KiniIc、失稳断裂韧度KunIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc,并与试验结果进行了比较.研究结果表明,当试件高度h＞400mm时,KiniIc、KunIc、CTODc是一个与试件高度无关的断裂参数.

关键词：混凝土断裂参数临界裂缝虚拟裂缝模型

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基于虚拟裂缝模型的钢筋混凝土最大锈胀力模型

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混凝土 2010年第5期 25-26,28页

作者：卢鹏程丽水学院建筑工程学院浙江丽水323000

应用虚拟裂缝模型分析了混凝土保护层锈胀开裂的锈胀力。首先,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋的最大膨胀力理论预测模型。然后通过与文献中的试验数据比较,验证了本研究数值方法... 详细信息

应用虚拟裂缝模型分析了混凝土保护层锈胀开裂的锈胀力。首先,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋的最大膨胀力理论预测模型。然后通过与文献中的试验数据比较,验证了本研究数值方法的有效性。

关键词：混凝土虚拟裂缝模型锈蚀最大锈胀力

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基于虚拟裂缝模型的混凝土断裂性能试验与数值研究

基于虚拟裂缝模型的混凝土断裂性能试验与数值研究

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作者：殷磊山东科技大学

学位级别：硕士

自20世纪80年代来，我国大型土木、水利等大型工程方兴未艾，而混凝土作为工程主要材料被广泛应用。由于混凝土材料的准脆性易损性质，在大型结构中宏观裂纹时有出现。传统的强度理论通常使用描述单点应力状态的抗拉强度指标，该指标难... 详细信息

自20世纪80年代来，我国大型土木、水利等大型工程方兴未艾，而混凝土作为工程主要材料被广泛应用。由于混凝土材料的准脆性易损性质，在大型结构中宏观裂纹时有出现。传统的强度理论通常使用描述单点应力状态的抗拉强度指标，该指标难以应用于已有裂缝结构的安全性评估，而针对混凝土材料断裂性能分析的混凝土断裂力学可以通过断裂参数更加精准的分析裂缝扩展问题。常用的断裂参数有断裂能、软化曲线与双K断裂参数等，其中软化曲线的说法来源于虚拟裂纹模型，可以很好的描述由裂缝发展引起的力学响应。目前常用得到软化曲线的方法为数值法与J积分逆推法，当采用J积分逆推法得到软化曲线时，虽然理论简单、物理意义明确，但由于推导过程复杂、忽略了混凝土材料性能对软化曲线的影响相较于数值法准确率较差。因此，本文针对混凝土断裂参数和由J积分法得到的软化曲线进行试验研究与理论分析，主要从以下几个方面进行研究:　　(1)总结混凝土断裂力学与常用断裂数值方法的研究现状，在此基础上设计混凝土断裂力学试验研究混凝土断裂性能，确定研究路线　　(2)设计不同混凝土强度(C30、C35)的混凝土力学性能试验，并且通过研究混凝土强度(C30、C35)与初始缝高比(0.2、0.3、0.4)对混凝土断裂性能的影响，分析不同因素对混凝土裂纹发展、断裂性能、尺寸效应的影响。结果表明，裂纹扩展路径沿着释放能量最少的方向;缝高比与混凝土强度对荷载-裂缝口张开位移关系、荷载-挠度曲线、起裂荷载与峰值荷载有一定影响，混凝土强度对断裂能有较大影响，且采用刚LEM委员会推荐三点弯曲试件可以得到受尺寸效应影响较小的断裂能;起裂断裂韧度受缝高比影响较小，大小在0.83-1.01之间变化，失稳断裂韧度随缝高比变化存在尺寸效应。　　(3)通过分析混凝土断裂力学试验结果，结合现有混凝土抗拉软化本构，采用J积分逆推法对混凝土软化曲线进行推导，并对逆推所得软化曲线进行非线性拟合得到了考虑强度影响的混凝土软化关系式。　　(4)将J积分逆推法得到的考虑混凝土强度的软化关系作为混凝土拉伸本构与试验实测参数一同代入有限元分析软件ABAQUS进行数值模拟，本构模型选择脆性开裂模型，模拟结束后将不同分析步对应的试件主应力云图、P-CMOD曲线、P-CTOD曲线与已有成果和试验结果进行对照。结果表明模拟与试验结果吻合良好，本文逆推得到的软化关系具有应用价值。　　最后对本文研究进行总结，归纳结论，并针对混凝土断裂性能与混凝土抗拉软化关系方面的研究提出相关建议。

关键词：混凝土材料断裂性能抗拉软化性能虚拟裂缝模型 J积分逆推法

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混凝土断裂韧度及临界裂缝尖端张开位移--基于虚拟裂缝模型的分析

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三峡大学学报(自然科学版) 2002年第1期24卷 29-34页

作者：吴智敏徐世烺王金来大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac的解析解,据此计算了最大尺寸为1200mm×1200mm×200mm的楔入劈拉混... 详细信息

将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac的解析解,据此计算了最大尺寸为1200mm×1200mm×200mm的楔入劈拉混凝土试件的起裂断裂韧度KsIc、失稳断裂韧度KeIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc.研究结果表明,随着试件尺寸的增加,Δac增大,但其增长幅度明显减小;而KsIc、KeIc、CTODc却是与试件尺寸无关的断裂参数.因此,双K断裂准则可很好地描述混凝土裂缝的起裂、稳定扩展及失稳破坏过程.

关键词：混凝土断裂韧度临界裂缝尖端张开位移虚拟裂缝模型

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基于扩展有限元法及虚拟裂缝模型的混凝土断裂过程区分析

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计算机辅助工程 2016年第1期25卷 61-67页

作者：张晓东招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400067

提出一种利用扩展有限元法(e Xtended Finite Element Method,XFEM)和虚拟裂缝模型对混凝土断裂过程区(Fracture Process Zone,FPZ)进行研究的方法.利用该方法可以求出裂缝扩展过程中混凝土FPZ的长度及位移和应力分布.利用该方法对一个... 详细信息

提出一种利用扩展有限元法(e Xtended Finite Element Method,XFEM)和虚拟裂缝模型对混凝土断裂过程区(Fracture Process Zone,FPZ)进行研究的方法.利用该方法可以求出裂缝扩展过程中混凝土FPZ的长度及位移和应力分布.利用该方法对一个三点弯曲混凝土梁进行研究,考察骨料粒径、不同软化律和不同初始裂缝长度对FPZ的影响.

关键词：混凝土扩展有限元法虚拟裂缝模型断裂过程区裂缝扩展软化律

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