混凝土动力随机损伤本构关系_李杰

网路出版时间：2014-12-0910：59网路出版地址：htp:/www.cnki.net/kcms/doi/10.11908新.issn.0253-374x.2014.12.001.html第42卷第12期同济大学学报（自然科学服）Vol.42 No.122014年12月JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)Dec.2014文章编号：0253-374X(2014)12-1783-07D0I:10.11908/j.i3n.0253-374x.2014.12.001混凝土动力随机损伤本构关系李杰1，曾莎洁2，任晓丹1(1.同济大学土木工程学院，上海200092：2.上海建科工程询有限公司，上海200032)摘要：考忠混凝土中的水对材料率敏感性的影响，引人包含Key words:concrete;damage;plasticity;rate-dependency;黏性元件和弹性元件的细观模型，推导建立了混凝土动力损cyclic loading伤模型.将动力损伤模型引人到随机损伤理论的框架内，建立了能够描述单调加载与反复加载条件下混凝土力学行为的一维随机动力损伤本构关系.基于实验结果，对模型进行混凝土结构的非线性分析与设计的核心之一，了系统的验证.结果表明，模型能够较好地再现混凝土的典在于混凝土材料本构关系的研究.一般而言，混凝土型非线性特性，包括软化、残余应变以及率敏感性，可以应用的本构关系是指在外部作用下混凝土内部应力与应于实际结构的非线性全过程分析，变之间的物理关系.这一关系描述了混凝土受力力关键词：混凝土；损伤；塑性；率敏感性；反复加载学行为的本质，构成了研究混凝土构件和结构在外中图分类号：TU313文献标志码：A部作用下的变形及运动的基础12，由于混凝土的高度复杂性，基于经典力学理论A Stochastic Rate-dependent Damage Model for建立起来的混凝土本构关系很难客观、全面地反映Concrete混凝土受力力学行为.最近30年发展起来的混凝土损伤力学，为混凝土本构关系的研究提供了一条可LI Jie:ZENG Shaiie2,REN Xiaodan行的途径.通过引入损伤变量，混凝土力学性质的典(1.College of Civil Engineering,Tongji University,Shanghai型特征可以得到清晰的表达.由于混凝土在卸载后200092,China:2.Shanghai Jianke Engineering Consulting Co.Ltd.存在残余变形，而塑性应变对于混凝土本构关系的Shanghai 200032,China)影响亦不可忽略，所以能够较为全面地描述混凝土的各种非线性行为的混凝土弹塑性损伤本构关系模Abstract:By considering the strain rate effect of concreteinduced by the pore water,a mesoscopic rate-dependent型，现已得到越来越多的关注和应用34灯damage model was developed based on a compound system作为一种多相复合材料，由于存在诸多不可控made up of a series of elastic elements and viscous elements.制因素，混凝土的物理力学性质不可避免地带有显Then by introducing the developed rate-dependent damage著的随机性.事实上，混凝土的随机性与非线性相互model to describe the damage evolution,the stochastic影响，关系复杂.混凝土在损伤和破坏过程中表现出damage model was proposed to model the nonlinear behaviors的渐进性，在很大程度上来源于随机性造成的材料of concrete under monotonic and hysteretic uniaxial loading.性质的非均匀性；而混凝土微结构的随机性影响，又Based on the experimental data,the proposed stochastic可能被非线性效应所放大或者缩小，使混凝土结构damage model of concrete was systematically verified.Thesimulation results indicate that the typical nonlinear behaviors受力力学行为呈现出多样的随机非线性特征.在混of concrete,including the softening,the residual strain and癡土本构关系的建模过程中，应该充分地考虑随机the rate-dependency,can be well described by the proposed性如何正确地反映问题幻，model.The developed model offeres a good choice for the在总结和研究已有研究的基础上，本文将在以nonlinear simulation of concrete structures.下几个方面展开工作：其一，为动力加载条件下材料收稿日期：2013-08-15基金项目：国家自然科学基金(90715033,51261120374,51208374)第一作者：李杰(1957一)，男，教授，博士生导师，工学博士，主要研究方向为随机动力学，混凝土损伤力学和工程系统可靠度E-mail:lijie@tongji.edu.cn通讯作者：任晓丹(1981一)，男，副教授，工学博士，主要研究方向为混凝土多尺度损伤理论和结构非线性数值分析，E-mail:rxdtj@tongji.edu.cn