三轴受压状态混凝土当量损伤本构模型

本文根据Ｈ－Ｔ－Ｃｈｅｎ的多轴受压状态下的破坏准则,引用了混凝土损伤力学的概念,提出了在多轴受压状态下的当量损伤模型。可以模拟混凝土在多轴受压状态下的应力应变关系,得到等效单轴受压的应力应变全过程曲线,并且可求得在不同侧压力情况下混凝土的极限抗压强度。本模型不仅可模拟混凝土多轴受力的应力应变过程,并为拱坝非线性全过程分析了依据。     

多维应力下混凝土开裂相关应力的计算

在钢筋混凝土非线性有限元分析中，混凝土裂缝计算模型常采用片状裂缝模式，以此模式为基础建立的有限元单元中，混凝土开裂后就应考虑到应力的重分布。就应力重分布对一向受拉，两向受压；两向受拉，一向受压；三向受拉；一向受压，两向受拉；两向受压，一向受拉；三向受压等6种情况作了一般性的计算研究。采用幂函数强度准则，用混凝土的本构关系及Kupfer提出的极限应力计算方法结合20结点有限元方法对释放应力进行计算。得出更一般的应力释放的计算方法，此计算模型比简单的应力释放更接近实际。     

拉西瓦拱坝的非线性超载分析

根据赫塞—廷—陈的多轴受压状态下的破坏准则，引用了混凝土损伤力学的概念，提出了在多轴受压状态下混凝土捐伤本构模型。可以模拟混凝土在多轴受压状态下的应力应变关系，得到等效单轴受压的应力应变全过程曲线，并且可求得在不同侧压力情况下混凝土的极限抗压强度。经将此模型应用于拉西瓦拱坝的非线性超载能力分析，取得了良好的效果。     

混凝土多孔砖抗折强度的数值模拟

目的数值模拟混凝土多孔砖的抗折强度,分析内力受力性能和破坏机理．方法采用有限元方法对混凝土多孔砖的抗折强度进行非线性数值模拟．在模拟过程中,采用William—Warnke和Sargin模型分别模拟混凝土失效面和单轴受压时应力-应变关系．对多孔砖逐步施加均布荷载,提取的裂缝图揭示了混凝土多孔砖内部裂缝的发展．结果破坏最大应力分布在错排大孔内壁附近．随着荷载增加,提取出对应的裂缝分布图,揭示了多孔砖的破坏过程．与抗折试验对比吻合．荷载-位移曲线反映了多孔砖受力特性：破坏初始阶段成线性;当曲线出现拐点进入非线性阶段;当曲线再次出现拐点时,破坏进入加速阶段,非线性特征更加明显,直至破坏．结论为多孔砖的拓扑形状设计提供了理论依据．     

LC40全轻页岩陶粒钢纤维混凝土三轴受压试验研究

利用大连理工大学的大型静、动真三轴试验机,对强度等级为LC40的全轻页岩陶粒混凝土和掺入钢纤维的钢纤维页岩陶粒混凝土进行了等比例三轴受压试验.试验中,观察了试件的破坏形态,测得了试件的三轴受压极限强度、塑性应变、峰值应变、总应变以及应力-应变曲线.结果表明,全轻页岩陶粒混凝土以及掺入钢纤维以后的钢纤维陶粒混凝土在三轴受压状态下,强度和变形较单轴受压有显著增大,并伴随有明显的平台流塑现象.因此,在工程设计中将应力平台流塑段强度及其对应的塑性应变作为轻骨料混凝土的设计强度和设计应变.最后,基于八面体应力空间建立了其相应的破坏准则,拉、压子午线与静水压力轴在高压应力区有交叉点,其破坏曲面是闭口的、子午线光滑、外凸的曲线,且钢纤维页岩陶粒混凝土的破坏包络面被相应的不掺钢纤维的页岩陶粒混凝土所包围.     

混凝土三向应力破坏的强度计算准则

本文用椭圆抛物面作为混凝土三向应力时的强度破坏面。该曲面能较好地描述和解释混凝土的数学力学特性。这一强度准则的应用仅需要两个或三个混凝土强度值,即抗压强度、抗拉强度和二向等值抗压强度;在二向等值抗压强度缺乏实验资料时也可不用。本方法的计算结果和混凝土二向、三向应力的实验研究数据符合得相当好。     

钢筋混凝土结构三维非线性有限元裂缝追踪计算探讨

用有限元法在计算机上对钢筋混凝土结构裂缝的产生与发展进行数值模拟时,有限元模型的选取至关重要,采用不同的有限元模型模拟出来的结果相差较大.本文针对钢筋混凝土结构的裂缝分析,提出了考虑箍筋和受压钢筋作用的三维有限元分析模型,同时引入混凝土多参数强度准则和非线性本构关系,对钢筋混凝土结构进行三维非线性有限元应力分析及裂缝开裂过程追踪;并与试验结果进行比较,吻合较好;说明考虑了箍筋作用的有限元模型对钢筋混凝土结构裂缝分析来说是较为合理的有限元模型.     

珊瑚礁砂混凝土双轴受压强度试验与应力空间破坏准则

设计了海水拌制的珊瑚礁砂混凝土立方体试件双轴受压力学试验,总结了珊瑚礁砂混凝土破坏形态、抗压强度、破坏准则。结果表明,珊瑚礁砂混凝土试件随着应力比的变化而表现出不同的破坏特征;当双轴加载应力比为α=0.5时混凝土抗压强度最大;当应力比为α=0.25时,主压应变最大;最后建立了双轴受压珊瑚礁砂混凝土的主应力破坏准则。     

多轴应力状态下混凝土的动态强度准则

为了解复杂应力状态下混凝土动态强度变化规律,提出了一个考虑应变率效应的八面体应力空间的多轴静动破坏准则．该准则的空间破坏包络曲面采用二次函数形式,在偏平面上的破坏包络线采用Willam-Warnke 模型在偏平面上的椭圆曲线,使用特征应力点法对拉压子午线方程进行修正以考虑偏平面上罗德角对动态强度的影响．通过对大量混凝土多轴静动强度试验成果的分析,表明此强度准则与已有的试验结果吻合较好,能很好地反映平面应力或三轴应力状态下普通混凝土的静动强度变化规律,并且形式简单,便于实际应用．     

修正的Ottosen强度破坏准则

基于从Matsuoka-Nakai,Lade-Duncan和Ottosen等强度破坏准则导出的角隅函数,提出了修正的Ottosen强度破坏准则表达式,并通过混凝土和岩石的真三轴强度破坏试验结果进行验证.修正的Ottosen强度破坏准则不仅继承了原有的Ottosen强度破坏准则的优点,而且在低应力水平特别是在拉应力水平下能更准确地预测岩土类材料的破坏强度.     

钢筋混凝土深受弯构件的受剪机理分析

桁架拱计算模型适合钢筋混凝土深受弯构件的受力特点，针对模型中混凝土斜腹杆斜向传递压力时的应力扩散现象，进一步修正了该模型，引用混凝土在双向应力状态下的强度准则，并结合工程实际，提出了考虑剪跨比、跨高比、垂直腹筋和水平腹筋影响的受剪承载力实用计算公式，公式中混凝土作用项以混凝土抗拉强度作为强度设计指标，已被我国混凝土结构设计规范所采用，修正后的计算模型物理概念明确，力学分析严密，对完善深受弯构件的抗剪强度设计理论有重要的参考意义。     

混凝土与钢纤维混凝土双轴拉伸与拉压作用的试验研究

对素混凝土与钢纤维混凝土在双轴拉伸与拉压应力作用下的性能进行了试验研究。试验结果表明：混凝土双轴拉拉伸强度低于单轴拉伸强度，在双轴拉压区段抗压强度随拉应力的增加而降低，钢纤维的掺入（掺量不太高）对混凝土的破坏形态影响不很明显，但使混凝土限拉应变有所增加，同时给出了混凝土在双轴拉伸与拉压区段实用的极限强度准则。     

Mechanical Behavior and Failure Criterion of High Performance Concrete Under Biaxial Tension-Compression Loading Condition

The mechanical behavior and failure criterion of high performance concrete(HPC)subjected to biaxial tension-compression loading conditions were investigated experimentally with a real triaxial testing system.The failure modes,ultimate strength and stress-strain curves of HPC under biaxial tension-compression loading conditions were obtained.Then,mechanical behavior of HPC under different stress ratios were analyzed.Finally,based on the Kupfers strength criterion for conventional concrete and test results,a novel failure criterion was proposed for HPC under biaxial tension-compression loading conditions.     

材料强度通用方程式的探讨：椭圆抛物面准则的推广应用

本文用椭圆抛物面作为复杂应力状态下材料强度的破坏面。这一破坏面模式用某些混凝土双向和三向实验研究资料验证,符合得较好,同时,第一、第四强度理论均可从上述模式中导出。因此,它可以连续描述脆性断裂到塑性流动破坏的完整过程,把脆性与塑性材料的极限强度公式统一在同一方程之中。本文讨论了诸主要强度理论与椭圆抛物面模式的关系。     

Modified Mohr-Coulomb strength criterion considering rock mass intrinsic material strength factorization

With the increase of mining depth of mineral resources,the rock mass stress state is being more and more complex.The rock mass show different features,namely,with the increase of hydrostatic pressure,rock mass failure mode turns from brittle tension failure to structure ductile failure and its limit strength also increases.The restriction of minimal principal stress on the initiation and development of microcrack and the change of micro-unit stress state by the intermediate principal stress play a decisive role in the increase of rock mass limit strength.Based on the rock mass failure behavior law under complex stress state and theσ2-dependence on the rock mass strength,we proposed a Modified Mohr-Coulomb(M-MC)strength criterion which is smooth and convex.Finally,the M-MC criterion is validated by multiaxial test data of eight kinds of rock mass.We also compared the fitting results with Mohr-Coulomb criterion(MC).It shows that the new criterion fits the test data better than the Mohr-Coulomb criterion.So the M-MC strength criterion well reveals the rock mass bearing behavior and can be widely used in the rock mass strength analysis.The results can provide theoretical foundations for stability analysis and reinforcement design of complex underground engineering.     

混凝土二向应力强度计算及特性分析

混凝土二向受力是钢筋混凝上结构计算分析中经常遇到的关键问题，其中二向受压应力强度最为重要．本文在分析椭圆抛物面强度准则及综合许多试验成果的基础上，求出二向应力所有三种状态的强度判别分式，能将多种试验研究结果及所归纳的经验公式统一于一个判别公式之中，表明该公式更具有一般性意义     

煤矿砂岩双向加载下力学特性及破坏特征实验研究

随着开采深度的不断加深,开采活动在地下开挖体周边引起的压缩应力可能足以引起岩爆甚至作业人员伤害等灾害.地下开挖体周边岩石处于平面应力或平面压缩状态.为了研究地质材料的双轴强度.对从煤矿井下采出的100 mm立方体灰砂岩试件的双轴力学性能和强度进行了实验研究.双轴压缩的加载速度为1 MPa/s.对砂岩立方体试件和标准试件的单轴强度进行了测试并与双轴试验结果进行比较.实验采用了2种加载路径:一种是保持双向受力相等直至破坏;另一种是保持双向受力相等直至单轴抗压强度的1/2,然后保持约束荷载恒定,增加另一荷载直至破坏.给出了试验结果和所观察到的现象,探讨了砂岩双轴加载的破坏机理.试验结果表明,随着约束荷载的增加,岩石双轴强度显著增加,试件的破坏通常由加载初期开始,并持续地沿自由面片落,最终产生加载平面外的剪切破坏,同时伴随轻微的断裂声响.     

钢纤维混凝土双向破坏准则的研究

本文利用自行研制的混凝土双轴试验装置,对纤维含量不同的四批钢纤维混凝土进行了双轴受压试验研究,并分析了强度变化规律。其中素混凝土的强度变化较接近于Kupfer的结果。然后从考虑中间主应力影响的双剪应力强度理论出发,根据本文和其它文献的试验结果,建立了适合于钢纤维混凝土的双轴破坏准则。     

Experimental study on biaxial mechanical behavior of concrete suffered high temperature and constitutive model

Biaxial compression tests on plain concrete suffered high temperature ranging from 200℃ to 600℃ were carried out using the large-scale dynamic-static tri-axial concrete test system at the State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering with designated stress ratios of 0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1, respectively. The measured strength and strain were reported and the changes in both biaxial compressive failure envelopes and strains at peak stresses were analyzed. The regressive equation of initial elastic modulus in the biggest principal compressive stress direction was derived from test results. With the published results from previous biaxial tension-compression experiments, a three-parameter failure criterion has been proposed. A biaxial nonlinear elastic incremental constitutive model was developed for the compressive stress directions by using the equivalent uniaxial strain values deduced from test results. Analytical results obtained from the proposed biaxial constitutive model achieve good agreement with the experimental results.