基于损伤模型的混凝土冻融循环过程数值模拟研究

冻融损伤是寒区混凝土主要破坏方式之一,冻融过程是混凝土材料逐渐破坏演变的过程。引入损伤理论建立了混凝土水热力损伤耦合模型,该模型可以模拟混凝土冻融过程中水的相变、孔隙水压等变化过程,通过累积损伤真实反映破坏过程。通过与相关文献中的试验数据对比,验证了模型的准确性,并研究了中心最低温度、降温速率以及初始孔隙率对混凝土试件冻融损伤的影响规律。结果表明：随着试件中心最低温度的降低、降温速率的增大和初始孔隙率的增大,混凝土的累积损伤值逐渐增大;损伤区虽然从混凝土试件四周逐渐向内发展,但在降温速率和初始孔隙率过大时,最大损伤区和裂缝却出现在棱角附近的试样内部,并向外部扩展,该结果解释了棱柱体混凝土冻融破坏后棱角最先掉落的现象。