混凝土徐变损伤模型剖析课件.ppt

1、1混凝土徐变损伤模型2主要内容混凝土徐变概述非线性徐变的本构方程徐变损伤的演变规律3混凝土徐变指混凝土在长期应力作用下,其应变随时间而持续增长的特性。从细观角度看,徐变是混凝土在持续荷载作用下,材料中微裂纹的数量和长度增加、扩展,从而导致材料劣化的过程。徐变定义混凝土徐变概述4混凝土硬结以后,骨料间的水泥浆中部分尚未转化为结晶体的水泥凝胶体向水泥结晶体转化时，应力重分布的结果。混凝土内部微裂缝在荷载长期作用下不断发展和增加,从而导致徐变的增加。徐变原因混凝土徐变概述5低应力作用下线性徐变；高应力作用下非线性徐变。徐变类型应力水平低于长期强度试件一般不发生徐变破坏。（）应力水平高于长期强度试件一

2、般很快破坏。（）/0.8Cf/0.8Cf混凝土徐变概述6/0.8Cf等应力徐变曲线等时应力应变曲线徐变速率和试件所承受的应力水平 成正比；当应力水平大于50%,应力应变不再保持线性关系。并随着持荷时间的增加,应力应变之间的非线性程度越来越高。/Cf混凝土徐变概述7/0.8Cf徐变曲线类似于金属蠕变的三个阶段：初始蠕变,应变随时间延续而增加，增加的速度逐渐减慢；稳态蠕变，应变随时间延续而匀速增加；加速蠕变，应变随时间延续而加速增加,直达破裂点。应力水平0.83时的徐变曲线混凝土徐变概述8非线性徐变的本构方程损伤变量的选取假设：混凝土是均质、弹性和各向同性的；徐变损伤是各向同性的。因此，损伤变量取

3、标量D。对于和时间相关的应力，有效应力相应地为：1ttD t9非线性徐变的本构方程弹性徐变耦合损伤的徐变损伤本构方程 11,tttc tdE ttE t,c t其中，是龄期 下的徐变度。弹性徐变理论应变等效假设 11,11tttc tdtE tE tD tD 10徐变损伤的演变规律总损伤加载时的瞬时损伤和徐变过程中的损伤之和。徐变损伤界面裂缝的损伤 和砂浆裂缝损伤 。BDMD 时，很小，可以忽略；时，假设 和 互不耦合。/0.8Cf/0.8CfMDBDMD,0,crcrBMDtDDtDtDtDt,crcrDtF Dt一般地，设11徐变损伤的演变规律/0.8Cf徐变最终处于稳定阶段，对于给定的常

4、应力 ，徐变速率和损伤值都趋于定值。损伤变化率关于损伤是衰减的，并可认为是损伤和应力的显函数。0,McrBDDD crcrDDf 12徐变损伤的演变规律边界条件：,00,|,0crcrtmDDtDD边值问题的解:,01tcrmDtDDe mD式中，是在常应力下界面裂缝损伤 的最大值。BD13徐变损伤的演变规律/0.8Cf 由于 ，损伤变化率不再趋于定值，损伤值随时间的增长迅速达到破坏值 ，而对于界面裂缝的损伤值变化 没有质的改变。0MDBD徐变第二阶段，对于给定的应力，徐变速率是常量；徐变第三阶段，徐变速率才迅速增大。RD 12BBMDDfDfft 211RRtktftg ttkt1k Rt式

5、中，为材料常数，是破坏时间。14徐变损伤的演变规律边界条件：方程的解:,00,00,00,0,0crBMcrRRBRmDDDDtDDDtDD 111int,01 exptBMRmRRmRDfetDftg t dtktDDftDDfta式中，,RaG tG tg t dt15徐变损伤的演变规律 1121nnRtG tkkt G t 是描述破坏前损伤率突然增长的函数，按实验结果用曲线拟合方法可得：式中，是比较大的整常数，由材料决定，其数量级在 之间。100 10000n ,01int1 expcrBMmRmtRRRDtDtDtDDDDtetG tttakt16徐变损伤的演变规律等应力 max,01int1 expcrBMmmtRRRDtDtDtDDDDtetG tttakt 是总损伤最大值。当 时，。当 时，。maxD/0.8Cf/0.8Cf max0,MmRDDDt maxRDD17徐变损伤的演变规律变应力 当应力随时间改变时，可使用Piechnik提出的徐变损伤叠加规律，得：0,0,01tmDtDtDDed 120,01tDtDtfteftfd/0.8Cf/0.8Cf时，时，18谢谢！