混凝土破壞準則(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上混凝土破壞準則三軸受力下的混凝土強度準則-古典1.混凝土破壞準則的定義：混凝土在空間坐標破壞曲面的規(guī)律。2.混凝土破壞面一般可以用破壞面與偏平面相交的斷面和破壞曲面的子午線來表現(xiàn)。（偏平面是與靜水壓力軸垂直的平面，破壞曲面的子午線即靜水壓力軸和與破壞曲面成某一角度的一條線形成的平面） (b)（1）最大拉應(yīng)力強度準則（rankine強度準則）古典模型按照這個強度準則，混凝土材料中任一點的強度達到單軸抗拉強度ft時，混凝土即達到破壞。1=ft，2=ft, 3= ft.將上面的條件代入三個主應(yīng)力公式中得到：當度，且有123時，破壞準則為1=ft.即： 可以得因為所以在pi平

2、面上有：，所以，故 （2） Tresca強度準則 Tresca提出當混凝土材料中一點應(yīng)力到達最大剪應(yīng)力的臨界值K時，混凝土材料即達到極限強度：他的強度準則中的破壞面與靜水壓力的大小沒有關(guān)系，子午線是與平行的平行線，在偏平面是為一正六邊形，破壞面在空間是與靜水壓力軸平行的正六邊形凌柱體。（3） von Mises強度理論他提出的理論與三個剪應(yīng)力都有關(guān) 取：=K 的形式用應(yīng)力不變量來表示為：注：von的強度準則的破壞面在偏平面是為圓形，較tresca 強度準則的正六邊形在有限元計算中處理棱角較簡單，所以其在有限元中應(yīng)有很廣，但其強度與沒有關(guān)系，拉壓破壞強度相等與混凝土的性能不符。莫爾-庫侖強度理論

3、他的理論考慮了材料的抗拉，抗壓強度的不同。適用于脆性材料。其破壞條件的表達式為：c為內(nèi)聚力，為內(nèi)摩擦角。取破壞包絡(luò)線為直線，當莫爾圓與破壞線相切時，則在這個條件下可以表示成：將主應(yīng)力的計算公式代入并整理的下面兩個公式：（1）（2）。莫爾-庫侖破壞曲面為非正六邊形錐體，他的子午線為直線，其中在pi平面上為非正六邊形，當時，當，平面的雙軸強度包絡(luò)線為一不規(guī)則六邊形。當假定拉壓相等，時，則莫爾-庫侖強度準則相當于tresca強度準則。當有拉力時，為了更好的取的近似，可將莫爾-庫侖準則與最大拉應(yīng)力或拉應(yīng)變強度準則結(jié)合起來。這樣做實際是一個三參數(shù)強度準則，用，c，和參數(shù)來確定。Drucker-Prage

4、r強度準則因為六邊形角隅部分用于計算機計算太復(fù)雜，所以他修改了莫爾-庫侖不規(guī)則的六邊形變成圓形，子午線為直線，并改進了von 準則中與靜水壓力無關(guān)的缺點。Drucker-Pragre強度準則的表達式：或者。其中正是常數(shù) Druck-prager強度準則的破壞曲面為圓錐體，圓錐體的大小通過這兩個參數(shù)來調(diào)整。 三軸受力下的混凝土強度準則-多參數(shù)強度準則（1） 由國內(nèi)外的實驗得出混凝土破壞曲線具有以下的特點:1 , 三向應(yīng)力下，混凝土破壞面與三個方向應(yīng)力都有關(guān)系的函數(shù)，在三向條件下，隨著壓力強度的增加，混凝土的強度也提高。2 ，破壞面是一個等壓軸方向開口的曲線，這個曲面是凸曲面，偏平面上的截面的外形

5、曲線還是子午面上的截線都是光滑的凸曲線。3 ，在為常數(shù)的子午面的截線是曲線，不是直線；在為常數(shù)的偏平面是的外形曲線是非圓曲線，都隨著的變大越來越接近圓形。1三參數(shù)破壞準則代表性的破壞準則有Bresler-Pister破壞準則，Willam-Warnke破壞準則和黃克智-張遠高破壞準則。三參數(shù)公式可由三個強度試驗數(shù)據(jù)來確定，一般是其中是材料雙軸等壓強度。Bresler-Pister破壞準則Bresler-Pister建議的強度準則模型中子午線為拋物線，都在偏平面上與無關(guān)，為圓形。公式為: 公式中，系數(shù)a,b.c可根據(jù)單軸拉應(yīng)力，壓應(yīng)力和雙軸等壓強度實驗數(shù)據(jù)得到。Bresler-Pister強度準

6、則的子午線為靜水壓力軸閉口的拋物線，在高靜水壓力的條件下，拉壓子午線可以與靜水壓力軸相交，這個是違背實驗結(jié)果的。Willam-Warnke破壞準則Willam-Warnke建議的三參數(shù)強度準則特點是在偏平面上形成三軸對稱凸面光滑曲邊三角形，當時，偏平面成圓形，都是子午線還是直線。公式為:或者其中r是待定的參數(shù)。參數(shù)和r可以用單軸拉壓應(yīng)力和材料雙軸等壓強度確定。當時模型變成兩參數(shù)的,類似Drucker-Pragre的形式。當，模型變成von Mises的形式。黃克智-張遠高破壞準則黃克智-張遠高的三參數(shù)破壞準則既滿足混凝土破壞面在子午線上的投影為曲線和在偏平面上投影非圓的特點，并且在pi平面上面

7、的投影隨著的變大越來越接近圓形，是三參數(shù)模型中比較好的一個破壞準則。表達式: 其中的參數(shù)也是由三組實驗數(shù)據(jù)得到。四參數(shù)混凝土破壞準則四參數(shù)混凝土破壞準則典型的有Ottosen強度模型，Reimann強度準則，Hsich-Ting-Chen四參數(shù)強度準則和清華大學(xué)的強度準則.Ottosen強度模型是以三角函數(shù)為基礎(chǔ)的強度準則模型。這個模型的子午線是曲線，偏平面根據(jù)不同靜水壓力從光滑凸面三角形漸漸變化到圓形。四參數(shù)混凝土破壞準則包括所以應(yīng)力不變量和。表達式為:常數(shù)a,b用于確定子午線曲線，用于確定偏平面破壞平面。Ottosen強度模型是由兩個混凝土單軸強度，兩個典型的雙軸和三軸強度來確定的，其比較

8、全面反映混凝土破壞特征。Reimann強度準則的受壓子午線為其他的子午線采用與有關(guān)的方程。為。Reimann模型改進了莫爾-庫侖強度準則，拉壓子午線為曲線，且偏平面在處為光滑曲線。清華大學(xué)江見鯨提出來的強度準則為確定參數(shù)的和前面一個樣子。與Ottosen強度模型相比，其結(jié)果非常接近，并且參數(shù)的標定更容易。其缺點是在時候偏平面有點尖，但是在實際的使用中沒有太大的區(qū)別。五參數(shù)混凝土破壞準則目前有willam-warnke五參數(shù)強度模型和kotsovos強度模型，我國清華大學(xué)的江見鯨他們提出的幾個五參數(shù)強度模型。willam-warnke考慮到三參數(shù)模型子午線為直線的缺點，提出啦更普遍的拉，壓子午線表達式，為由于拉壓子午線交于靜水壓力坐標軸上，因此只要五個參數(shù)來確定。偏平面仍然采用三參數(shù)模型的橢圓曲線。但是這種模型子午線向負靜水壓力軸展開，但當高靜水壓力下，子午線可能與靜水壓力軸相交，這個是不符合一般的實驗結(jié)果的，因此他規(guī)定時