混凝土结构损伤过程区几何特性数值研究

 梯度依赖损伤模型是研究具有局部化行为特性的混凝土结构时常用的模型。按照“能量耗散非局部化”的原理,梯度依赖损伤模型的特征长度应该是损伤演化相互影响物质点间的最大距离。对混凝土构件的塑性损伤演化行为进行了数值模拟研究,主要目的是获得典型混凝土构件损伤局部化带的几何分布特性,包括损伤过程区的长度参数大小及变化规律。采用的模型为四点剪切混凝土梁,使用ABAQUS/EXPLICIT作为数值工具,得到的主要结果有：(1) 对于给定的宽高分别为0.15和0.40 m的双边缺口梁,完整损伤区的长度为0.042 1～0.061 2 m。损伤区长度在损伤演化过程中变化的原因是损伤区的应变状态发生了变化,由初始的剪应变为主的变形形式逐渐变为后期的拉伸应变为主的变形形式。(2) 在加载后期会有次级损伤过程区出现,完整的次级损伤过程区的初始长度为0.036 7 m。(3) 对于给定的宽高分别为0.10和0.44 m的单边缺口梁,在损伤演化扩展过程中一个完整损伤区的长度为0.047 3 m。上述结果可供梯度依赖损伤模型为特征长度取值时参考。     

用于界面裂纹分析的分段线性弹塑性本构模型(英文)

基于分段线性塑性理论和断裂力学理论 ,提出了一种二维的全量形式和增量形式的粘性裂纹的本构模型。给出了相应的数值试验结果。     

用边界单元法求解三维弹塑性问题的格式

基于初应力法弹塑性理论，给出了求解三维弹塑性问题边界单元法的一种有效的格式，它适用于较复杂的本构关系，在迭代格式和处理内点奇异积分方面所采用的方法是有效的，能保证精度并加快求解速度。     

混凝土单边切口梁四点剪切的试验研究

通过用白光散斑技术对单边切口混凝土梁的实验,研究了混凝土梁的变形行为,实时地测量了全场的位移信息。这种实验方法弥补了传统的使用混凝土应变计测量在量程和点测试精度上的不足。实验过程简单,能够应用于小变形、大变形等不同的变形范围。     

高碾压砼重力坝层面失稳破坏的模拟分析

以龙滩高碾压混凝土重力坝为工程背景,对高碾压混凝土重力坝的水平软弱层面,从局部裂缝扩展到整体破坏的全过程进行了模拟分析.在充分考虑到碾压混凝土的多相非均匀性细观结构特征的基础上,运用材料破坏全过程的分析软件系统MFPA2D对高碾压混凝土重力坝进行了分析,模拟给出了高碾压混凝土重力坝破坏过程的应力以及破坏单元分布图,并对碾压混凝土重力坝的破坏过程进行了分析.结果表明,裂缝扩展的第二阶段为破坏过程的关键阶段.     

混凝土分段曲线损伤本构模型及其数值验证

目的对引入损伤变量的混凝土结构进行损伤分析.方法结合混凝土规范中混凝土受拉应力-应变曲线数据和能量等效假设;在ABAQUS有限元分析软件中采用损伤模型进行结构分析,新的损伤演化方程中的材料参数值由试验标定;对混凝土试件的单轴拉伸行为和三点弯曲行为进行数值验证.结果提出了新的混凝土分段曲线损伤模型;单轴拉伸梁最大损伤值为0.9329,三点弯曲梁最大损伤值0.989;模型损伤演化结果符合试验趋势.结论较好地描述我国现行混凝土规范中给出的混凝土材料本构关系,新的混凝土损伤本构模型可以用于混凝土结构的损伤分析.     

井孔岩体稳定分析的弹塑性有限元格式

研究了倾斜油井井孔周围含天然裂纹的孔隙岩体的机械力学行为及其与流体流动耦合的力学问题，建立了相应的有限元格式.模型中将含天然裂纹的孔隙岩体看作双孔隙介质，即孔隙岩体和其中包含的裂隙系统.孔隙岩体和裂隙系统二者具有不同的孔隙率和不同的渗透特性.模型将孔隙岩体、裂隙系统、以及流体的流动三者耦合起来考虑，给出的有限元格式可以考虑岩体和裂隙系统二者不同的孔隙率和不同的渗透率.采用这一有限元格式分析了任意倾角的孔隙裂隙岩体中井孔围岩的变形与岩体内部流体的流动.     

连续损伤断裂模型在水平井增产评估中的应用

目的讨论一种塑性损伤模型,提出利用三维有限元解决水力学耦合问题的方法.方法运用有限元软件数值模拟的方法,建立连续损伤断裂全局模型和子模型,对油田区块岩体内部裂纹开展状况进行研究.结果在数值模拟过程中岩体材料参数和注液压力的设定,直接影响区块岩体模型的有效裂缝带的尺寸,进而影响对增产措施的有效性的判定.按照损伤变量数值不小于5%的原则来定义裂纹的有效长度,其合理性需要通过实际注液增产工程来进一步验证.结论通过连续损伤模型预测的裂缝扩展可以评价致密砂地水平井的增产措施;岩体渗透性分布情况、注液压力、有效裂缝长度和裂缝分布是主要影响因素.     

复合材料界面裂纹Corigliano-Bolzon模型数值验证

对复合材料界面裂纹的Corigliano-Bolzon模型进行了数值验证.回顾了这个模型的数学描述，编制了相应的FORTRAN程序.在本构局部水平上对该模型进行了典型加载路径上的力学行为模拟，包括：基本的Ⅰ型和Ⅱ型位移载荷加载；模型的卸载行为；模型在混合型断裂位移载荷作用下的位移-面力响应，以及不同加载路径下应力点随荷载增加的迁移情况.结果表明，该模型在描述法向刚度减少的特性方面有明显优点.     

正交各向异性损伤材料的Mohr-Coulomb条件

提出了正交异性损伤修正的Mohr-Coulomb条件，从对含裂纹单元的细观分析入手，通过均匀化（Homogenization)处理，将损伤张量引入到Mohr-Coulomb条件中，推导出相应的计算公式，采用的损伤模型考虑了裂纹的闭合效应，得出了新条件在二维层状岩石体中的简单应用，按本文提出的损伤材料的Mohr-Coulomb条件，计算得到了层状节理岩体侧压力－剪切强度曲线，结果的非线性特性与文献中的试验结果吻合，说明传统的侧压力与剪切强度的关系（试验中所获得的剪切强度值只是与过程有关的参数c,而不是材料参数c^t)。