《基於極限狀態思想的混凝土損傷本構關係研究》是依託北京交通大學，由王哲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於極限狀態思想的混凝土損傷本構關係研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王哲
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在之前的基金項目中，申請者通過兩個實驗發現了極限狀態現象。（1）當沿著某些應變路徑載入時，隨著應變的增加混凝土的應力狀態點逐漸靠近一個曲面，之後沿著該曲面運動或停留在該曲面。該曲面稱為極限狀態面，它的一部分與破壞面重合。（2）當保持在平面應變狀態進行剪下載入時，隨著應變的增加，混凝土的應力也趨向於一個極限狀態，相應的承載能力就是殘餘強度；混凝土峰值強度的內摩擦角小於殘餘強度的，這與我們觀念相反。申請者已建立的平面應變剪下損傷模型能夠描述這一現象，解釋為在測量峰值強度的載入中，伴隨有損傷引起的內聚力的衰減。.在此申請項目中，把混凝土損傷分為平面應變剪下損傷、複合剪下損傷和壓縮損傷。通過實驗，分別研究三種損傷的機理，最後再把它們整合在一個機理模型中。分別採用無耦合多子系統本構關係和耦合雙子系統本構關係，建立每種機制單獨起作用的和共同起作用的損傷本構模型。
結題摘要
1. 提出了雙支導數的概念，建立了定義在時間點集上的雙支微分方程；把雙支微分方程與狀態空間聯繫起來，建立了雙支系統；用雙支系統的思想建立多臨界狀態本構關係，用該方法建立了一個雙臨界狀態本構模型。 多臨界狀態本構關係認為，在狀態空間中存在有多個臨界狀態面，當載入過程滿足一定條件時，材料的狀態點沿著臨界狀態面運動。 前人從對四種物質的載入試驗得到雙臨界速率現象：存在有兩個應變速率臨界值，（a）當載入應變速率低於第一臨界值時，材料的強度與速率無關或幾乎無關；（b）當介於二者之間時，材料強度隨著速率的增加而增加；（c）當高於第二臨界值時，材料的強度再次與速率無關或幾乎無關。多臨界狀態本構關係可以解釋這種現象。建立的雙臨界狀態本構模型模擬出了三種材料的雙臨界速率現象。 已經有文獻採用分子動力學的方法模擬材料出存在有應變速率第四臨界值，當載入應變速率高於該值時，材料強度與應變速率無關。對於這種現象，只要把多臨界狀態本構關係具體化為三臨界狀態本構關係即可對之進行解釋和模擬。 2. 發現極限狀態現象的機理與試塊的破壞形態及試塊中破壞面的形成過程相關。對混凝土進行了如下真三軸試驗。在保持Z軸向應力恆定，X與Y軸向的應變速率之比恆定的條件下，對混凝土試塊進行載入。發現：（1）如果速率之比小於1，在載入過程中Y軸與X軸向的應力不是同時達到最大值，甚至還會出現在前半段Y軸應力大於X應力，在後半段Y軸應力小於X軸應力；（2）Z軸應變關於Y軸應變的導數與Y軸應變之間關係曲線上存在有B、P、C三個特徵點，它們與剪下帶形成過程的三個階段有對應關係，最後的階段與極限狀態對應。 3.對活性粉末混凝土（RPC）進行了假三軸試驗，發現在三軸受力條件下，摻纖維的RPC試塊的三軸強度與素RPC三軸強度幾乎相同，但是破壞形態有所差異。
