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1、2017年第8期（總第334期）混凝土理論研究Number8in2017（TotalNo.334）ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10.3969/j.issn.1002-3550.2017.08.006基于黏結裂縫模型的混凝土細觀損傷模擬劉永平，郝志明，李潘（中國工程物理研究院總體工程研究所，四川綿陽621900）摘要：將混凝土視作由骨料、砂漿和交界面層（ITZ）構成，采用黏結特性描述材料界面間的相互作用，建立了混凝土細觀黏結裂縫有限元模型。定義混凝土的微裂紋密度和裂紋聚合程度兩種損傷度量參數(shù)，描述微裂紋的起裂、生長
2、與相互連接匯合乃至試樣失效過程。通過對10個試樣的拉伸模擬發(fā)現(xiàn)了單主裂紋和雙主裂紋兩種失效模式。對試樣平均應力、微裂紋密度和裂紋聚合程度與應變之間關系的分析表明，混凝土在損傷失效過程中存在明顯的微裂紋成核區(qū)與裂紋聚合區(qū)。微裂紋成核造成的初期損傷具有隨機性與全場性，導致試樣在峰值應力前出現(xiàn)非線性。裂紋聚合造成的后期損傷具有局部化特征，是導致峰值應力后軟化的直接原因，并且裂紋聚合程度損傷變量能夠反映不同拉伸失效模式的軟化特性。關鍵詞：損傷；混凝土；細觀，有限單元；黏結界面；微裂紋中圖分類號：TU528.01文獻標志碼：A文章編號：1002-3550（
3、2017）08-0022-05Numericalsimulationofmeso-scaledamageofconcretebasedonthecohesivecrackmodelLIUYongping，HAOZhiming，LIPan（InstituteofSystemsEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China）Abstract:Acohesivecrackmodelofmeso-scaleconcretestructureisestablished，wh
4、ichincludestheaggregateparticles，mortarandtheinterfacialtransitionzones（ITZ），andtheinterfaceisdescribedwithcohesiveproperty.Byusingcohesiveelements，theinitiation，growth，andcoalescenceofmicrocracksaretrackedthroughoutthesimulation，andtwodamageparametersmicrocrackdensityandcrac
5、kcoalescencearedefinedtorepresentthedamagelevelofconcrete.Basedonthesimulationof10specimens，twofailuremodesareobserved，asinglemaincrackmodeanddoublemaincracksmode.Therelationshipofaveragestress，microcrackdensityandcrackcoalescencewithstrainindicatestherehasmicrocrackinitiatio
6、nzoneandcrackcoalescencezoneduringdamageprogress.Theinitialdamageleadbymicrocrackinitiationisrandomandglobal，whichalsocausenonlinearityofstress-displacementresponsesbeforepeakstress.Thelaterdamagecausedbycrackcoalescenceshowsobviouslocalization，anditisalsothemainreasonleadsto
7、post-peaksofteningresponses.Meanwhilethedefineddamagevariablebasedoncrackcoalescencecanreflectthedifferentsofteningpropertiesoftwofailuremodes.Keywords:damage；concrete；meso-scale；finiteelements；cohesiveinterface；microcracks結構（裂紋、空洞）組成的系統(tǒng)，構件的宏觀力學行為被視0引言為內(nèi)部細觀結構非線性演化的集體行為[5-7]?；?/p>
8、凝土類準脆混凝土廣泛應用于建筑結構中，橋梁、高層建筑的垮性材料內(nèi)部微裂紋是損傷基元[8]，通過定義微裂紋體系的塌往往是由于關鍵性結構件損
