基于柔度张量等效的混凝土非线性徐变性能研究

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混凝土在长期持续荷载会发生徐变,当荷载较高时徐变会体现出非线性,混凝的非线性徐变将会对长期服役的混凝土结构造成影响。由于混凝土本身为一种多相复合材料,力学特性较为复杂,目前对于混凝土非线性徐变的研究大多采用宏观拟合的方式,并没有揭示混凝土非线性徐变的机理。本文开展了混凝土在长期高荷载作用下的徐变试验,研究了混凝土在高持续荷载下混凝土的力学特性以及损伤随应变能的演化规律,建立了混凝土在单轴和徐变荷载下损伤演化的联系,基于柔度张量等效原理建立了混凝土非线性徐变计算模型。本文主要研究内容有以下几个方面:
  (1)进行混凝土高持续荷载单轴抗压徐变试验,分析了徐变作用下应变随时间演化关系、应变率随时间演化关系、损伤随时间演化关系、损伤随应变演化关系。通过分析混凝土在徐变作用下应变能累积导致微裂纹扩展演化的条件,分析了损伤随应变能的演化关系。
  (2)通过混凝土单轴抗压试验的损伤演化规律研究,研究了单轴和徐变荷载下混凝土损伤演化等效关系,建立了基于柔度张量等效的混凝土非线性徐变模型,提出了新的混凝土非线性徐变计算方法,并与试验值进行对比,阐释混凝土在高持续荷载单轴抗压状态下损伤演化的机理。
  (3)采用本文提出的模型研究了混凝土的徐变破坏时间、破坏应变和持荷大小的关系,分析了高持续荷载下混凝土的损伤应变和总应变的关系,阐明了混凝土在高持续荷载下的徐变破坏机理。
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