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1、2016年第4期(總第318期)Number4in2016(TotalNo．318)混凝土Concrete理論研究T臟ORElrICALRESEARCHdoi：10．3969／j．issn．1002-3550．2016．04．003基于細(xì)觀數(shù)值模擬的混凝土斷裂過程區(qū)特性研究卿龍邦1。姜軍1，周明杰1。王娟2。吳禮華3(1．河北工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，天津300401；2．鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州450001；3．中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京100013)摘要：基于細(xì)觀數(shù)值模擬方法研究了混凝土裂縫尖端斷裂
2、過程區(qū)特性。采用多尺度方法對(duì)不同尺寸的三點(diǎn)彎曲梁試件進(jìn)行建模，并利用非局部損傷模型模擬了斷裂過程區(qū)的演變過程。結(jié)合現(xiàn)有試驗(yàn)對(duì)數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了驗(yàn)證。研究表明：基于數(shù)值模擬方法得到的荷載一裂縫121張開位移曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。峰值荷載時(shí)刻對(duì)應(yīng)的臨界斷裂過程區(qū)長(zhǎng)度隨著試件高度的增加而逐漸增加，臨界損傷區(qū)域面積亦相應(yīng)增加，臨界斷裂過程區(qū)長(zhǎng)度與試件高度的比值隨試件高度的增加趨于穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：混凝土；細(xì)觀數(shù)值模擬；斷裂過程區(qū)；多尺度；非局部損傷中圖分類號(hào)：TU528．01文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—355
3、0(2016)04—0009—04Calculationthepropenlesoffractureprocesszoneonmeao—scaleInconcrete唧Longbang1，JIANGJun‘，ZHOUMingjie1，WANGJuan2，wULihua3(1．CollegeofCivilEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300401，China；2．CollegeofWaterConservancyandEnvironmentEn
4、gineering，ZhengzhouUniverSity，Zhengzhou450001，China；3．ChineseAcademyofArchitecturalSciences，Beijing100013，China)Abst怕et：Basedonthemethodofmeso—scalenumericalsimulation，thepropertiesofconcretefractureprocesszonebeforethecracktipwasstudied．Themultiplescales
5、methodwasusedtOmodelthethreepointbendingbeamwithdifferentsizesandtheton—localdamagemodelWaSusedtOsimulatetheevolutionofthefractureprocesszone．Theeffectivenessofthismethodwasverifiedbycompa·ringwiththeexistingtest．Theresultsshowthattheload—crackmouthopenin
6、gdisplacementcurvesobtainedbythenumericalcalcula—tionmethodfitswellwiththatfromexperimentmethod．Atthemomentofpeal(10ad，thecriticalfractureprocesszonelengthandthecriticaldamageregionincreasesalongwiththeincreaseofthespecimenheightandtheratioofthefracturepr
7、ocesszonelengthandthespecimenheighttendstobestablealongwiththeincreaseofthespecimenheight．KayWOrds：concrete；meso—scalenumericalsimulation；fractureprocesszone；multiplescales；nonlocaldamage0引言混凝土斷裂產(chǎn)生非線性的原因在于裂縫尖端存在一段微裂縫區(qū)，即斷裂過程區(qū)?。目前，對(duì)于混凝土試件斷裂過程區(qū)特性的研究多偏重于從宏觀角度
8、出發(fā)，而忽略了混凝土內(nèi)部的細(xì)觀構(gòu)造口。J。在細(xì)觀層面上，混凝土可以看作是由砂漿、骨料以及兩者之間的黏結(jié)面組成的三相非勻質(zhì)材料。這種非均質(zhì)的構(gòu)造決定了混凝土材料宏觀力學(xué)行為的非線性一’。從細(xì)觀角度出發(fā)，國(guó)內(nèi)外的多位學(xué)者對(duì)斷裂過程區(qū)的特性都做過相應(yīng)的研究。如Skarzynski等bo運(yùn)用有限元軟件ansys研究了標(biāo)準(zhǔn)混凝土三點(diǎn)彎曲梁的斷裂過程區(qū)特性，模型分別考慮了最大骨料粒徑、骨料含量、骨料形狀以及單元尺寸等因素對(duì)斷裂過程區(qū)特性的
