混凝土中的斷裂力學模型(言志超11102001)

混凝土中的斷裂力學模型(言志超11102001)幾種混凝土中的斷裂力學模型研究言志超1劉濤2胡一舟2（重慶交通大學研究生院材料系400074）摘要縱觀斷裂力學幾十年的發(fā)展，經(jīng)過前人的努力，無論在理論還是試驗上都有了不少的進步，形成了不少較為完善的模型。在工程上斷裂力學的應用也非常廣泛，本文將就混凝土斷裂力學模型稍作歸納和總結。關鍵詞斷裂力學混凝土模型1研究的背景1961年Kaplanl首先將斷裂力學的概念引用到混凝土中,并進行了混凝土的斷裂韌度試驗"此后數(shù)十年間,國內外學者在該領域進行了大量的理論和試驗研究,取得了許多成果,早期的混凝土斷裂力學方面的研究大多是以線彈性斷裂力學為基礎的"線彈性斷裂力學為是假定混凝土在斷裂前是理想的彈性體,主要有以下兩種分析方法：一種是能量法,即從能量平衡的觀點出發(fā).將能量釋放率與形成單位裂紋表面所需要的能量進行比較"當前者小于后者時,裂紋穩(wěn)定"；另一種是應力強度因子法，即從裂紋尖端的應力場出發(fā),利用裂紋尖端的應力強度因子來衡量構件或者結構的穩(wěn)定與否。線彈性斷裂力學對混凝土斷裂力學的發(fā)展起了一個開創(chuàng)的作用,在線彈性斷裂力學的基礎上,通過修正線彈性斷裂力學建立起一系列的斷裂模型"隨著研究的進一步開展,大量的試驗研究表明應力強度因子具有尺寸效應。自此,人們逐漸把研究的重點轉向非線性斷裂力學,且伴隨數(shù)值分析軟件的開發(fā),斷裂力學逐漸結合數(shù)值分析方法,相繼提出非線性數(shù)值模型,如虛擬裂縫模型、裂縫帶模型、雙參數(shù)模型、雙K模型等。2斷裂模型研究雙參數(shù)斷裂模型3結論雙參數(shù)模型的優(yōu)點是能夠得出臨界斷裂判據(jù)的雙參數(shù)的解析解,缺點是沒有考慮到混凝土的斷裂是一個從開始開裂到最終失穩(wěn)是一個過程,即沒有考慮到斷裂過程中,斷裂擴展區(qū)對最終的臨界失穩(wěn)的影響。虛擬裂縫模型的優(yōu)點是將混凝土斷裂當成一個過程來看,從混凝土出現(xiàn)微裂區(qū)到最終的失穩(wěn)斷裂.即考慮了斷裂擴展區(qū)對最終的失穩(wěn)斷裂的影響,缺點是只能結合數(shù)值方法求解,未能得到解析解。雙K斷裂模型相比雙參數(shù)模型的優(yōu)點是不僅能計算出混凝土失穩(wěn)斷點,還能預測混凝土的起始斷裂。參考文獻[1]KaplanMF.Crackpropagationandthefractureofconcrete.J.OfACI,1961,58(5):591-609.[2]王新友，吳科如.測定混凝土斷裂參數(shù)的劈裂法研究.上海建材學院學報,1992,3(4):357-367.[3]中國航空研究院主編.應力強度因子手冊.北京：科學出版社.1981.[4]葉志明.各向異性材料與混凝土斷裂力學引論[M].北京：中國鐵道出版社,2000.