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采用塑性损伤模型分析钢-混凝土组合构件的静力性能 被引量:36
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作者 尧国皇 黄用军 +1 位作者 宋宝东 谭伟 《建筑钢结构进展》 2009年第3期12-18,共7页
在大型通用有限元软件ABAQUS中,为混凝土材料定义了一种材料模型:塑性损伤模型。它可以模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学现象,而且使用也较为方便。在本文中,作者结合自己的研究工作,介绍了塑性损伤模型在钢管混凝土柱、型钢-钢管混凝... 在大型通用有限元软件ABAQUS中,为混凝土材料定义了一种材料模型:塑性损伤模型。它可以模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学现象,而且使用也较为方便。在本文中,作者结合自己的研究工作,介绍了塑性损伤模型在钢管混凝土柱、型钢-钢管混凝土柱和钢管混凝土叠合柱静力性能分析中的应用,详细讨论了混凝土塑性损伤模型中有关参数的设置方法。计算结果表明,在准确合理建模和设置参数的前提下,可以利用ABAQUS中的塑性损伤模型准确地模拟钢-混凝土组合构件的静力性能,从而减小实验工作量,节约开支。本文的有关论述和方法可为同类研究提供参考。 展开更多
关键词 塑性损伤模型 钢-混凝土组合构件 静力性能 有限元
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超强地震作用下拱坝的损伤开裂分析 被引量:32
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作者 潘坚文 王进廷 张楚汉 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期143-149,共7页
本文根据混凝土抗拉软化特性,基于混凝土塑性损伤模型,分析了大岗山双曲拱坝在超强地震荷载作用下的损伤开裂。研究采用非线性有限元的精细网格,考虑横缝非线性效应,应用时域方法分析了高拱坝在超强地震作用下的开裂形式以及损伤随着地... 本文根据混凝土抗拉软化特性,基于混凝土塑性损伤模型,分析了大岗山双曲拱坝在超强地震荷载作用下的损伤开裂。研究采用非线性有限元的精细网格,考虑横缝非线性效应,应用时域方法分析了高拱坝在超强地震作用下的开裂形式以及损伤随着地震时程的发展情况。研究表明,拱坝在0.56g(PGA)超强地震荷载下坝体中上部梁向损伤指数达到0.9,拱坝该部位可能发生损伤开裂。同时由于损伤使坝体刚度下降导致坝顶位移与横缝开度显著增大,如横缝开度最大由16.2mm增大到36.8mm,因此需要考虑采取坝体抗震加强措施。 展开更多
关键词 塑性损伤 混凝土 拱坝 强震 非线性有限元
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地震波斜入射下混凝土重力坝的塑性损伤响应分析 被引量:30
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作者 李明超 张佳文 +2 位作者 张梦溪 闵巧玲 史博文 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期1326-1338,1349,共14页
我国西南强震区建设有大量混凝土坝,复杂地形条件下地震波入射角度对混凝土坝动力响应影响较大,然而,目前相关研究以线弹性模型为主,在合理考虑坝体的真实破坏状态方面存在局限性。本文以Koyna混凝土重力坝为研究对象,建立三维非线性有... 我国西南强震区建设有大量混凝土坝,复杂地形条件下地震波入射角度对混凝土坝动力响应影响较大,然而,目前相关研究以线弹性模型为主,在合理考虑坝体的真实破坏状态方面存在局限性。本文以Koyna混凝土重力坝为研究对象,建立三维非线性有限元分析模型,采用了基于黏弹性边界的地震波动输入方法,结合塑性损伤模型分别分析了地震P波和SV波斜入射下坝体的动力响应,并提出地震破坏评价模型对震后坝体损伤进行评估。研究表明,地震波入射角度及波型对坝体动力响应影响较大,P波入射下位移应力和损伤在60°时达到最大,SV波入射下在0°时达到最大,证明了考虑地震波入射角的必要性;采用塑性损伤本构结合损伤评价指标合理地反映了坝体破坏程度,并针对薄弱地区提出抗震设计改进。因此,在同类型工程的安全评价中应该综合考虑地震波斜入射和筑坝材料的非线性特征。 展开更多
关键词 混凝土重力坝 地震波斜入射 塑性损伤模型 地震破坏评价模型 黏弹性人工边界
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混凝土塑性损伤模型损伤因子研究及其应用 被引量:27
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作者 郭明 《土木工程与管理学报》 2011年第3期128-132,163,共6页
在有限元软件ABAQUS中,为混凝土材料定义了一种材料模型:塑性损伤模型,它可以模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学现象,而且使用也较为方便。本文基于能量损失原理,编制相关的计算程序,获得了现行《混凝土结构设计规范》提供的混凝土受压... 在有限元软件ABAQUS中,为混凝土材料定义了一种材料模型:塑性损伤模型,它可以模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学现象,而且使用也较为方便。本文基于能量损失原理,编制相关的计算程序,获得了现行《混凝土结构设计规范》提供的混凝土受压和受拉应力-应变关系曲线对应的混凝土损伤因子随应变增长的变化曲线。基于本文的研究成果,介绍了损伤因子在钢筋混凝土构件、新型钢管混凝土-钢筋混凝土梁节点和整体结构弹塑性分析中的应用实例。本文的有关论述和方法可为同类研究提供参考。 展开更多
关键词 塑性损伤模型 损伤因子 受压损伤 受拉损伤 有限元
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北山深部花岗岩弹塑性损伤模型研究 被引量:24
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作者 陈亮 刘建锋 +4 位作者 王春萍 王锡勇 苏锐 王驹 邵建富 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期289-298,共10页
基于力学特性试验和三维声发射监测技术,研究北山花岗岩在压应力条件下的力学行为特征和损伤演化机制,并构建岩石的力学损伤模型。试验结果表明,在低围压条件下岩石主要发生的是脆性破坏;随围压增大,岩石力学行为逐渐向延性转化,表现出... 基于力学特性试验和三维声发射监测技术,研究北山花岗岩在压应力条件下的力学行为特征和损伤演化机制,并构建岩石的力学损伤模型。试验结果表明,在低围压条件下岩石主要发生的是脆性破坏;随围压增大,岩石力学行为逐渐向延性转化,表现出剪胀、塑性变形等非线性行为。结合微裂隙产生和扩展规律,对岩石在外力作用下的损伤演化过程和破坏机制进行分析,认为北山花岗岩的破坏及非线性行为是损伤和塑性变形共同作用的结果。基于这一认识,在热动力学框架下提出北山花岗岩准唯象弹塑性损伤模型。模型引入非关联的塑性流动方程,以反映岩石在压应力作用下体积变形从压缩到膨胀的转化过程。基于已有的损伤理论建立损伤演化方程,并通过在塑性屈服面中引入独立损伤变量,建立塑性和损伤发展的耦合关系。数值模拟和试验数据的对比表明,模型可以很好地描述北山花岗岩在不同应力水平下的损伤演化规律和力学行为,特别是随围压增大岩石力学行为从脆性到延性的转化过程以及岩石峰前塑性硬化和峰后应力软化等行为特征。 展开更多
关键词 岩石力学 高放废物地质处置 北山花岗岩 塑性变形 损伤模型
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钢纤维混凝土面板堆石坝的抗震性能数值分析 被引量:15
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作者 孔宪京 屈永倩 +2 位作者 邹德高 张宇 余翔 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期841-849,共9页
混凝土面板的损伤开裂是威胁面板堆石坝安全的重要因素,纤维混凝土是减小面板开裂的工程措施之一。本文将钢纤维混凝土的本构关系引入到了塑性损伤模型中,并联合广义塑性模型,对200 m级的面板堆石坝进行了弹塑性地震反应分析,分别研究... 混凝土面板的损伤开裂是威胁面板堆石坝安全的重要因素,纤维混凝土是减小面板开裂的工程措施之一。本文将钢纤维混凝土的本构关系引入到了塑性损伤模型中,并联合广义塑性模型,对200 m级的面板堆石坝进行了弹塑性地震反应分析,分别研究了钢筋混凝土面板和钢纤维混凝土面板的动力损伤及发展过程,并考虑了不同钢纤维含量的影响。结果表明,塑性损伤模型可以较好地模拟钢纤维混凝土的应力-应变关系;钢含量相同时,钢筋混凝土面板和钢纤维混凝土面板的损伤区域均在2/3坝高以上;相比于钢筋混凝土面板,钢纤维混凝土面板地震损伤程度降低了18%,损伤范围减小55%;钢纤维含量从70 kg/m3增加到110 kg/m3后,钢纤维混凝土面板的损伤程度降低14%,损伤范围减小80%。研究结果对钢纤维混凝土应用于强震区面板坝的面板抗裂和提高大坝极限抗震能力提供了依据。 展开更多
关键词 钢纤维混凝土 面板堆石坝 塑性损伤模型 弹塑性分析
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混凝土坝坝体配筋抗震措施研究 被引量:13
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作者 沈怀至 潘坚文 +1 位作者 金峰 张楚汉 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期39-46,共8页
已有研究表明,对混凝土坝抗震采用线弹性分析得到的最大拉应力远大于混凝土的抗拉强度,在强震作用下,坝体将不可避免地产生开裂。本文以拉压应力损伤因子为内变量,采用混凝土塑性损伤模型,分析了坝体在地震荷载作用下的刚度退化以及在... 已有研究表明,对混凝土坝抗震采用线弹性分析得到的最大拉应力远大于混凝土的抗拉强度,在强震作用下,坝体将不可避免地产生开裂。本文以拉压应力损伤因子为内变量,采用混凝土塑性损伤模型,分析了坝体在地震荷载作用下的刚度退化以及在多维应力状态下拉应力引起的损伤破坏。在抗震措施方面,文中研究了塑性损伤模型的配筋模拟,并针对印度Koyna坝的震害情况,根据配筋前的塑性损伤分析,设置了两种不同的配筋方案,据此进行了塑性损伤动力分析,给出了配筋前后坝体的拉应力损伤因子分布及坝顶动位移响应。通过计算比较了配筋前后坝体的拉应力损伤因子分布范围及坝顶动位移响应,结果说明,配筋抗震措施能够明显地减小坝体损伤区的范围,显著限制坝体损伤区的扩展与贯穿,有效地改善了坝体的抗震性能。 展开更多
关键词 塑性损伤模型 拉应力损伤因子 抗震措施 钢筋断裂能
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混凝土宏观本构模型研究进展 被引量:12
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作者 刘诚 聂鑫 +2 位作者 汪家继 樊健生 陶慕轩 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期29-41,共13页
近年来,随着结构工程的快速发展,对结构在罕遇地震和风载作用下的精准数值模拟与性能化设计提出了更高需求。结构工程中的混凝土属于准脆性材料,试验表明混凝土具有显著的受压软化、受拉软化、剪切软化和捏拢效应等特性。针对上述特性,... 近年来,随着结构工程的快速发展,对结构在罕遇地震和风载作用下的精准数值模拟与性能化设计提出了更高需求。结构工程中的混凝土属于准脆性材料,试验表明混凝土具有显著的受压软化、受拉软化、剪切软化和捏拢效应等特性。针对上述特性,概述了结构工程数值模拟中常用的6种混凝土数值模型,包括非线性弹性模型、脆性裂缝模型、弹塑性裂缝模型、损伤模型、微平面模型和基于解耦假定的全量型本构模型,并基于文献调研评价了已有模型的不足。多面塑性模型对于混凝土构件单调加载取得了较好的预测精度;塑性损伤模型较难模拟裂面剪切行为;基于解耦假定的全量型模型可近似考虑混凝土的受压软化、受拉软化、捏拢效应、主拉应变导致的强度折减效应和剪切软化等问题。此外,概述了宏观本构模型有待进一步研究的问题。可为结构工程中混凝土本构模型的选用和参数标定提供相关依据。 展开更多
关键词 混凝土宏观本构模型 弹塑性模型 损伤模型 微平面模型 解耦假定
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强地震作用下混凝土重力坝响应特性分析 被引量:13
9
作者 丁柱 张立翔 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第10期1-5,39,共6页
研究了混凝土重力坝在高强度地震作用下的响应特性,分析了在地震峰值加速度不断增加时坝体屈服区域的发展方向。针对两个典型坝段,运用混凝土塑性损伤模型模拟了其结构的非线性特性。考虑了地震情况下动水压力的作用,通过动力有限元时... 研究了混凝土重力坝在高强度地震作用下的响应特性,分析了在地震峰值加速度不断增加时坝体屈服区域的发展方向。针对两个典型坝段,运用混凝土塑性损伤模型模拟了其结构的非线性特性。考虑了地震情况下动水压力的作用,通过动力有限元时程分析法计算了不同地震条件下两个坝段的动态响应。计算结果表明:当地震加速度较小时,重力坝只在坝踵区域出现小部分屈服,坝体能正常工作。若提高地震烈度,则局部损伤会纵深发展到达灌浆廊道部位,坝体会形成贯穿上下游的屈服区域并逐渐扩大致使结构失去稳定性。经两个坝段计算结果相互比较,得到了混凝土重力坝在强震作用下的非线性破坏形式,较为真实地反映出坝体的响应。 展开更多
关键词 混凝土重力坝 强地震 塑性损伤模型 非线性分析 时程分析法 动态响应
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基于NGA模型的主余震序列作用下重力坝损伤破坏研究 被引量:11
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作者 翟亚飞 毕仲辉 +1 位作者 唐彧杰 马天骁 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期152-157,168,共7页
传统的线弹性模型和弹塑性DP模型难以真实反映混凝土、岩石地基在遭遇超出其抗拉压强度时的损伤破坏规律。为更加全面地评估余震作用对已损重力坝结构的累积破坏影响,本文采用塑性损伤力学模型来模拟坝体的动力损伤,同时考虑岩石材料的... 传统的线弹性模型和弹塑性DP模型难以真实反映混凝土、岩石地基在遭遇超出其抗拉压强度时的损伤破坏规律。为更加全面地评估余震作用对已损重力坝结构的累积破坏影响,本文采用塑性损伤力学模型来模拟坝体的动力损伤,同时考虑岩石材料的非线性性质,将塑性损伤力学的方法推广到岩体材料,建立了大坝坝体与地基的整体损伤力学模型,实现了重力坝整体动态损伤演化全过程模拟。结合主震与强余震统计关系和NGA地震动衰减关系构造了主余震地震动序列,分别研究了单次主震、单次余震以及主震后余震对强震区混凝土重力坝坝体地基整体损伤演化的影响。研究结果表明:余震作用对坝基的塑性应变累积效应显著,对于主震受损的混凝土重力坝结构,余震作用能够引起结构较大的二次残余变形。 展开更多
关键词 主余震 混凝土重力坝 塑性损伤模型 NGA衰减关系 损伤演化
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高拱坝梁向配筋抗震措施效果研究 被引量:9
11
作者 龙渝川 许绍乾 高雪超 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第A01期178-183,共6页
该文应用塑性-损伤耦合模型和钢筋刚化方法,分别模拟混凝土损伤开裂和钢筋-混凝土相互作用效应,然后基于仿真计算分析梁向配筋前后高拱坝的地震非线性响应,研究该抗震措施的加固效果。仿真分析显示,梁向配筋措施可以降低强震下拱坝横缝... 该文应用塑性-损伤耦合模型和钢筋刚化方法,分别模拟混凝土损伤开裂和钢筋-混凝土相互作用效应,然后基于仿真计算分析梁向配筋前后高拱坝的地震非线性响应,研究该抗震措施的加固效果。仿真分析显示,梁向配筋措施可以降低强震下拱坝横缝张开位移与顶拱相对变形,减小坝体中上部开裂区域的裂缝张开位移,限制沿坝厚方向的裂缝扩展范围,有助于提高拱坝的抗震安全性能。然而,建议配筋方案的加固效果仍不能满足工程要求,特别是坝踵区域开裂严重,直接威胁拱坝整体安全,而梁向偏配筋措施对限制坝踵开裂的效果不显著;同时,上游配筋范围未能完全覆盖开裂区域,应对建议配筋方案进行改进和优化。 展开更多
关键词 高拱坝 梁向配筋 塑性-损伤模型 钢筋刚化模型 地震
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基于能量耗散的混凝土塑性-损伤模型 被引量:8
12
作者 龙渝川 侯鉴珊 王玉山 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期147-153,共7页
应用连续介质损伤力学和塑性流动理论,建立了基于能量耗散机制的塑性-损伤耦合模型。模型采用非关联塑性流动法则描述混凝土不可恢复变形的演化。模拟刚度退化的损伤变量演化函数则通过断裂能和应力-非弹性应变空间中的累积耗散能量建... 应用连续介质损伤力学和塑性流动理论,建立了基于能量耗散机制的塑性-损伤耦合模型。模型采用非关联塑性流动法则描述混凝土不可恢复变形的演化。模拟刚度退化的损伤变量演化函数则通过断裂能和应力-非弹性应变空间中的累积耗散能量建立。基于有限元程序ABAQUS,推导了增量格式的材料雅可比矩阵,构建了塑性-损伤模型的仿真分析程序。应用模型分析混凝土板平面内双轴受压试验、混凝土切口梁试验和钢筋混凝土梁受弯试验,计算获得的构件响应与试验结果吻合良好,能够反映多轴应力状态对混凝土抗压强度的影响,也能准确模拟损伤导致的构件非线性反应。 展开更多
关键词 混凝土 损伤力学 塑性力学 塑性-损伤模型 仿真模拟
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桥梁动力弹塑性分析方法对比研究 被引量:7
13
作者 滕军 杜红劲 +1 位作者 孙占琦 吴红军 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2009年第4期29-34,54,共7页
为明确纤维模型和分离式模型在应用于桥梁抗震分析中的差异,本文利用通用有限元软件ABAQUS,采用混凝土弹塑性损伤模型,对某连续刚构桥建立了分离式模型。考虑桥墩高宽比变化,进行了罕遇地震下的弹性与弹塑性动力时程分析,并将结果与纤... 为明确纤维模型和分离式模型在应用于桥梁抗震分析中的差异,本文利用通用有限元软件ABAQUS,采用混凝土弹塑性损伤模型,对某连续刚构桥建立了分离式模型。考虑桥墩高宽比变化,进行了罕遇地震下的弹性与弹塑性动力时程分析,并将结果与纤维模型分析的结果进行对比研究。分析表明:在弹性状态,两种模型的分析结果受桥墩高宽比影响较小,能得到较一致的解答;在弹塑性阶段,纤维模型具有更高的计算效率,但对于弯曲破坏不明显的桥梁结构其分析结果并不能反应桥墩的真实损伤情况,对于弯曲破坏显著的桥梁结构却不失为一种有效的工程分析方法;应用分离式模型进行弹塑性动力分析,能够直观地反映桥梁结构的损伤分布,是一种更为合理更为精细的弹塑性动力分析方法。 展开更多
关键词 桥梁结构 动力弹塑性分析 纤维模型 塑性损伤模型
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两种非线性模型下重力坝强震破坏机理研究 被引量:7
14
作者 闫春丽 涂劲 +2 位作者 李德玉 郭胜山 梁辉 《水力发电》 CAS 2022年第3期53-59,93,共8页
以某重力坝为例,在已有研究的基础上,分别采用塑性损伤模型和动接触力模型,对混凝土重力坝进行非线性动力分析,研究讨论了坝体头部强震破坏进程、破坏机理以及在贯通前后上下游节点对位移差变化情况,并基于两种模型的本构关系,对比分析... 以某重力坝为例,在已有研究的基础上,分别采用塑性损伤模型和动接触力模型,对混凝土重力坝进行非线性动力分析,研究讨论了坝体头部强震破坏进程、破坏机理以及在贯通前后上下游节点对位移差变化情况,并基于两种模型的本构关系,对比分析了两种模型下重力坝强震损伤破坏演化过程的差异及其对重力坝极限抗震能力的影响。研究结果表明,采用塑性损伤模型计算的混凝土坝坝体头部折坡处的开裂要早于接触模型,但是开裂进程比接触模型慢;若以坝体头部开裂贯通为依据,损伤模型和接触模型的极限抗震能力相差不大,接触模型略低;对头部存在明确层面、不需要考虑网格细化问题等的碾压混凝土坝可采用接触模型,对于不存在明确层面的情况,建议采用损伤模型。 展开更多
关键词 混凝土重力坝 塑性损伤模型 动接触力模型 强震 破坏机理
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超高性能混凝土的损伤力学模型及其在水利工程中的应用 被引量:8
15
作者 张燎军 马天骁 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 2019年第4期10-14,共5页
超高性能混凝土具有远超常规混凝土的强度和耐久性,本文探讨其在水利工程中的应用情况。为此,基于损伤力学理论,建立了超高性能混凝土的塑性损伤模型。利用该模型对超高性能混凝土简支梁进行了计算分析,计算结果与试验结果较为接近,验... 超高性能混凝土具有远超常规混凝土的强度和耐久性,本文探讨其在水利工程中的应用情况。为此,基于损伤力学理论,建立了超高性能混凝土的塑性损伤模型。利用该模型对超高性能混凝土简支梁进行了计算分析,计算结果与试验结果较为接近,验证了该损伤模型的合理性。最后将超高性能混凝土的损伤力学模型应用到Koyna重力坝抗震设计中,在大坝易损薄弱部位采用超高性能混凝土进行抗震加固。应用结果表明,超高性能混凝土能够显著降低地震时坝体的损伤程度,提高大坝的抗震性能。该成果为水利工程加固设计提供了新的思路。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 损伤模型 水利工程 加固设计
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地震作用下混凝土重力坝极限抗震能力分析 被引量:7
16
作者 王旭东 张立翔 朱兴文 《水力发电》 北大核心 2019年第1期23-27,共5页
采用ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型来模拟某重力坝的地震响应特性,分析不同强度地震下坝体损伤破坏区。以印度的Koyna混凝土重力坝为例,采用混凝土塑性损伤模型模拟了大坝动力损伤破坏过程,数值模拟结果与文献中模型试验结果基本相同,... 采用ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型来模拟某重力坝的地震响应特性,分析不同强度地震下坝体损伤破坏区。以印度的Koyna混凝土重力坝为例,采用混凝土塑性损伤模型模拟了大坝动力损伤破坏过程,数值模拟结果与文献中模型试验结果基本相同,验证了数值模型的正确性,根据损伤破坏效应能够判定Koyna重力坝的极限抗震能力为0. 4g~0. 45g。对云南省某混凝土重力坝的极限抗震能力进行了探讨,根据重力坝的损伤破坏效应可以初步认定该混凝土重力坝的极限抗震能力在0. 4g~0. 45g。 展开更多
关键词 混凝土重力坝 地震 塑性损伤模型 极限抗震能力
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基于塑性损伤模型的钢-UHPC组合梁抗弯性能分析 被引量:6
17
作者 朱经纬 辛公锋 +2 位作者 徐传昶 张恒 王越 《钢结构(中英文)》 2020年第8期24-32,共9页
钢-UHPC组合梁是将钢梁与UHPC翼板通过剪力连接件连接而成的一种新型组合梁。对比于钢-普通混凝土组合梁,钢-UHPC组合梁的桥面板厚度由于UHPC的超高强力学性能而大为降低,从而显著减小了组合梁自重荷载,增强了组合梁跨越能力。由于UHPC... 钢-UHPC组合梁是将钢梁与UHPC翼板通过剪力连接件连接而成的一种新型组合梁。对比于钢-普通混凝土组合梁,钢-UHPC组合梁的桥面板厚度由于UHPC的超高强力学性能而大为降低,从而显著减小了组合梁自重荷载,增强了组合梁跨越能力。由于UHPC具有较高抗拉强度和较强微裂缝自愈合能力,钢-UHPC组合梁一定程度上改善了钢-普通混凝土组合梁负弯矩区桥面板在外部荷载及效应作用下极易开裂和耐久性不足等问题,从而较大提升了组合梁安全使用性能,在确保结构良好耐久性的同时降低了后期维护成本。目前,已有文献针对钢-UHPC组合梁精细化力学模型及其数值分析开展研究较少,由于UHPC材料的复杂性,迄今尚无统一的理论模型可全面描述UHPC材料的本构关系。为建立钢-UHPC组合梁精细化数值模型,并在此基础上系统分析钢-UHPC新型组合梁抗弯性能,基于UHPC单轴拉压本构推导了UHPC损伤因子,采用ABAQUS有限元程序建立了受弯破坏实例钢-UHPC组合梁损伤力学数值模型,对比数值计算与试验梁力学性能分析了数值模型的适用性,以UHPC翼板厚度、腹板高厚比、下翼缘厚度为主要结构参数,分析了36根钢-UHPC数值模型组合梁全过程抗弯破坏的力学性能。模型验证分析表明:在破坏阶段前,数值计算荷载-位移曲线与试验曲线响应趋势吻合良好;在破坏阶段后,与试验梁的迅速破坏不同,模型梁展现出了良好的延性性能,数值计算获得了更为完整的荷载-位移破坏阶段与下降段曲线;数值计算损伤演化及损伤分布与试验结果较为吻合。总体上,所建立数值模型能够准确模拟钢-UHPC组合梁全过程破坏行为,真实揭示UHPC翼板损伤过程中应力、应变场转移及开裂、压溃演化特征。抗弯性能分析表明:单位用钢量下,与增大下翼缘厚度相比,增大腹板高厚比对组合梁抗弯承载力提高更大,而增大UHPC翼 展开更多
关键词 钢-UHPC组合梁 塑性损伤模型 极限抗弯承载力 损伤演化 延性能力
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一种新的混凝土各向异性弹塑性损伤本构模型及其数值实施 被引量:4
18
作者 焦延涛 程立平 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期122-137,共16页
该文的目的是建立一种新的、相对简单的混凝土各向异性塑性损伤本构模型,以方便的模拟混凝土结构的破坏行为。为了更好地描述混凝土在拉、压荷载作用下的不同损伤机制,建立了拉、压不同的两种损伤演化方程,用于确定各向异性的拉、压损... 该文的目的是建立一种新的、相对简单的混凝土各向异性塑性损伤本构模型,以方便的模拟混凝土结构的破坏行为。为了更好地描述混凝土在拉、压荷载作用下的不同损伤机制,建立了拉、压不同的两种损伤演化方程,用于确定各向异性的拉、压损伤变量。另外,根据应变等效假设,假定有效构型和损伤构型的应变相等,该方法不仅大大简化了模型的推导过程,而且可方便的通过解耦算法进行有效应力和损伤及名义应力的计算,也即塑性部分计算可通过现有的隐式算法实现,损伤部分及名义应力的计算则可通过较为简便的显式算法实现,从而可大大提高计算效率。模型结果与试验结果的对比分析表明:该模型能较好地描述混凝土在三维应力状态下的非线性行为;对双边开口四点弯曲梁试件的模拟也表明:该模型能反应混凝土损伤各向异性的特点,计算结果相比ABAQUS软件自带的混凝土损伤塑性本构模型(CDP模型)更符合实际情况,计算效率也更高。 展开更多
关键词 混凝土 塑性-损伤模型 各向异性损伤 拉伸损伤 压缩损伤
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泡沫混凝土弹塑性损伤模型在组合式防护结构中的应用
19
作者 时述峰 孔祥振 +2 位作者 方秦 杨亚 高矗 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期149-163,共15页
为了将新型泡沫混凝土动态弹塑性损伤模型应用到防护结构中,首先开展组合式防护结构预制孔装药爆炸试验;随后利用新泡沫混凝土材料模型对试验进行数值模拟验证,并将新模型的模拟结果与LS-DYNA中Soil and Foam模型的模拟结果进行对比;最... 为了将新型泡沫混凝土动态弹塑性损伤模型应用到防护结构中,首先开展组合式防护结构预制孔装药爆炸试验;随后利用新泡沫混凝土材料模型对试验进行数值模拟验证,并将新模型的模拟结果与LS-DYNA中Soil and Foam模型的模拟结果进行对比;最后,基于验证的数值模型,开展以梯度泡沫混凝土作为分配层的组合式防护结构预制孔装药爆炸的数值模拟,探讨梯度泡沫混凝土层界面层数和排列方式对组合式防护结构抗爆性能的影响。结果表明,新泡沫混凝土材料模型的模拟结果与试验结果吻合良好,与Soil and Foam模型相比,新模型在应力波传播和损伤破坏方面预测更好,泡沫混凝土层界面层数和排列方式对作用在主体结构上的应力以及分配层的损伤破坏情况有一定的影响。 展开更多
关键词 泡沫混凝土 弹塑性损伤模型 组合式防护结构 梯度分配层
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强震作用下肋拱式渡槽动力响应及损伤破坏机理研究 被引量:1
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作者 赵瑜 冯智超 +2 位作者 曹克磊 张建伟 黄锦林 《广东水利水电》 2023年第4期1-11,共11页
为探究强地震作用下肋拱式渡槽结构的损伤破坏演化过程,以长岗坡渡槽为例,建立肋拱式渡槽结构三维非线性有限元模型,采用黏弹性人工边界方法来实现无限域地基的精准模拟,引入混凝土塑性损伤本构模型,开展不同地震强度作用下肋拱式渡槽... 为探究强地震作用下肋拱式渡槽结构的损伤破坏演化过程,以长岗坡渡槽为例,建立肋拱式渡槽结构三维非线性有限元模型,采用黏弹性人工边界方法来实现无限域地基的精准模拟,引入混凝土塑性损伤本构模型,开展不同地震强度作用下肋拱式渡槽结构的动力响应分析及损伤破坏模式的研究。研究结果表明:渡槽结构的动力响应随地震强度增大而增大;地震作用下,基于塑性损伤本构模型,通过模拟得到渡槽结构的峰值位移、峰值加速度响应均较线弹性本构模型模拟结果大,主要是因地震波的持续作用使结构出现塑性损伤,致使刚度退化;反之,峰值应力较线弹性模型结果小,主要是因结构出现的塑性损伤会导致结构阻尼增大,耗散能增大。渡槽整体结构损伤严重的部位为顺槽向靠近支墩位置的槽体、跨中肋柱以及支墩、肋拱、肋柱交界处,明晰了槽体、小腹拱、支墩等构件的损伤演化破坏演化过程,揭示了其主要是由结构受力不均而引发的混凝土受拉损伤破坏的损伤破坏机制。研究成果明晰了渡槽结构的抗震薄弱部位,可为类似渡槽结构的抗震设计及加固处理提供理论基础。 展开更多
关键词 肋拱式渡槽 黏弹性人工边界 塑性损伤模型 动力响应 损伤破坏机理 损伤破坏模式
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