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混凝土结构三维非线性徐变效应分析方法

中南大学学报（自然科学版） 2019年第3期50卷 704-711页

作者：李世伟杨永清陈远久西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为准确分析混凝土结构在不同应力水平和多向受力状态下的徐变效应,首先,通过徐变泊松比提出复杂应力状态下的徐变预测模型;然后,以混凝土塑性损伤本构模型为基础,提出一种新的考虑混凝土徐变三维特性的非线性徐变效应分析模型,建立相应... 详细信息

为准确分析混凝土结构在不同应力水平和多向受力状态下的徐变效应,首先,通过徐变泊松比提出复杂应力状态下的徐变预测模型;然后,以混凝土塑性损伤本构模型为基础,提出一种新的考虑混凝土徐变三维特性的非线性徐变效应分析模型,建立相应的数值分析方法,并结合有限元分析软件ABAQUS二次开发计算程序;最后,通过徐变试验验证方法的可靠性。研究结果表明:提出的分析模型计算方便,所得结果合理,能够适用于复杂应力状态下的线性及非线性徐变效应分析。

关键词：混凝土结构三维徐变特性非线性徐变 ABAQUS二次开发

改进的非线性徐变模型及其在混凝土坝施工期温度应力仿真分析中的应用

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岩土力学 2009年第2期30卷 440-446页

作者：刘杏红周伟常晓林周创兵武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

在目前的混凝土坝温度应力仿真计算分析中,一般采用弹性徐变模型考虑施工期混凝土徐变对温度应力的影响。当坝体内的温度应力比较小时,采用弹性徐变模型计算温度应力是可行的,但当坝体的温度应力超过相应龄期的抗拉强度一半时,混凝土的... 详细信息

在目前的混凝土坝温度应力仿真计算分析中,一般采用弹性徐变模型考虑施工期混凝土徐变对温度应力的影响。当坝体内的温度应力比较小时,采用弹性徐变模型计算温度应力是可行的,但当坝体的温度应力超过相应龄期的抗拉强度一半时,混凝土的徐变变形不再与坝体的应力呈线性关系,而是呈现出剧烈的非线性变化趋势。温度应力与抗拉强度越接近,相应的非线性徐变变形越大。根据已有的混凝土徐变试验成果,提出了一个用于混凝土坝施工期温度应力仿真计算的混凝土非线性徐变模型,给出了相应的计算方法。算例表明,采用传统的弹性徐变模型与提出的非线性徐变模型计算的温度应力存在一定的差别,采用传统弹性徐变模型计算的温度应力偏大。

关键词：混凝土坝非线性徐变温度应力有限元

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混凝土结构非线性徐变计算方法研究

工程力学 2014年第2期31卷 96-102页

作者：黄海东向中富重庆交通大学土木建筑学院重庆400074

为准确分析既有病害条件下的混凝土结构长期变形及受力行为,该文进行了混凝土材料非线性徐变计算方法研究。以非线性弹性徐变本构理论为基础,利用Hongnestad模型推导出材料软化系数,提出一种新的非线性徐变本构模型,采用初应变法进行显... 详细信息

为准确分析既有病害条件下的混凝土结构长期变形及受力行为,该文进行了混凝土材料非线性徐变计算方法研究。以非线性弹性徐变本构理论为基础,利用Hongnestad模型推导出材料软化系数,提出一种新的非线性徐变本构模型,采用初应变法进行显式迭代,实现混凝土材料非线性徐变分析。以混凝土徐变及开裂的线性耦合假定为基础,模拟长期持载过程中裂缝的扩展。采用ADINA用户子程序二次开发实现了相关算法,并通过混凝土非线性徐变经典试验的对比分析,验证了计算方法的可靠性。

关键词：混凝土结构非线性徐变弥散型裂缝初应变法 ADINA二次开发

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考虑损伤的混凝土非线性徐变模型

水利水电科技进展 2021年第4期41卷 75-80页

作者：郑丹蔡昊男李鑫鑫重庆交通大学河海学院重庆400074

采用断裂力学理论分析考虑徐变变形的材料内裂纹尖端实际能量释放率,研究持续荷载作用下混凝土内微裂纹应变能累积规律,认为在相同应变能累积情况下,长期持续荷载和单轴荷载下微裂纹扩展演化状态相同。基于柔度张量等效假设建立了混凝... 详细信息

采用断裂力学理论分析考虑徐变变形的材料内裂纹尖端实际能量释放率,研究持续荷载作用下混凝土内微裂纹应变能累积规律,认为在相同应变能累积情况下,长期持续荷载和单轴荷载下微裂纹扩展演化状态相同。基于柔度张量等效假设建立了混凝土的非线性徐变模型,实际应用表明,此模型与不同强度等级混凝土非线性徐变试验结果吻合较好,能反映混凝土损伤与徐变的耦合机理。

关键词：非线性徐变混凝土损伤应变能微裂纹

非线性徐变模型在泄洪洞衬砌混凝土温控仿真分析中的应用

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水电能源科学 2013年第1期31卷 107-110页

作者：郑道宽段亚辉张军武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

针对地下工程衬砌混凝土温控仿真分析中徐变变形和温度应力的关系,基于有限元分析软件ANSYS,以溪洛渡泄洪洞无压段衬砌混凝土温控仿真分析为例,比较分析了线性和非线性徐变模型计算的温度应力的差异。结果表明,当温度应力与相应龄期抗... 详细信息

针对地下工程衬砌混凝土温控仿真分析中徐变变形和温度应力的关系,基于有限元分析软件ANSYS,以溪洛渡泄洪洞无压段衬砌混凝土温控仿真分析为例,比较分析了线性和非线性徐变模型计算的温度应力的差异。结果表明,当温度应力与相应龄期抗拉强度的比值小于0.5时,差异很小;但当温度应力与相应龄期抗拉强度的比值大于0.5时,差异则较显著,为地下工程衬砌混凝土温控分析提供了参考。

关键词：地下工程衬砌混凝土非线性徐变温度应力

基于非线性徐变模型的DAPEIN重力坝温控仿真

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武汉大学学报（工学版） 2011年第1期44卷 49-52,57页

作者：邹军贤马刚向正林周伟江西水利规划设计院江西南昌330029 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉130072 南方电网调峰调频发电公司广东广州510000

目前常采用线弹性徐变模型进行混凝土坝施工期温度应力的仿真分析.当混凝土应力较小时,采用线弹性徐变模型是可行的,但当混凝土应力超过相应龄期抗拉强度的一半时,混凝土的徐变变形与应力之间呈现出明显的非线性关系.改进的非线性徐变... 详细信息

目前常采用线弹性徐变模型进行混凝土坝施工期温度应力的仿真分析.当混凝土应力较小时,采用线弹性徐变模型是可行的,但当混凝土应力超过相应龄期抗拉强度的一半时,混凝土的徐变变形与应力之间呈现出明显的非线性关系.改进的非线性徐变模型能考虑徐变变形与应力的非线性关系,将改进的混凝土非线性徐变模型应用到缅甸DAPEIN大坝的施工期温度应力仿真分析中,仿真结果表明,采用线弹性徐变模型与改进的非线性徐变模型计算的徐变温度应力差别较大,采用传统线弹性徐变模型计算的温度应力偏大.

关键词：混凝土坝非线性徐变应力比温度应力有限元

混凝土损伤及与非线性徐变相互作用的试验研究

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混凝土损伤及与非线性徐变相互作用的试验研究

作者：王军忠西安理工大学

学位级别：硕士

本文考虑混凝土材料内部存在的初始损伤,对单轴抗压荷载作用下混凝土损伤的演化规律进行了研究。然后从混凝土损伤和非线性徐变的相互作用出发,研究了在持续压荷载下初始损伤对非线性徐变的影响以及非线性徐变过程中损伤的演化规律,对... 详细信息

本文考虑混凝土材料内部存在的初始损伤,对单轴抗压荷载作用下混凝土损伤的演化规律进行了研究。然后从混凝土损伤和非线性徐变的相互作用出发,研究了在持续压荷载下初始损伤对非线性徐变的影响以及非线性徐变过程中损伤的演化规律,对实际工程中混凝土结构的损伤演变及徐变发展的预测提供一定的理论基础。论文的主要研究内容及成果如下:(1)探讨了冲击回波法在混凝土损伤检测中的应用,以及冲击回波法和声发射对持续荷载作用下混凝土内部损伤变化的检测的可行性。研究表明:在MEM卓越周期图中,主要峰值数量增加和底部边界面反射信号周期加长可作为判别损伤产生的依据;弹性波波速值与混凝土内部的损伤大小具有很好的相关性,混凝土损伤程度越大,波速降低值越大;弹性波波速降低程度与抗压强度劣化之间具有线性相关性,并根据试验数据拟合出了线性方程;在持续荷载作用下,因为混凝土内部损伤值的变化比较小,在持荷时间较短的情况下,损伤的累计发展值小于冲击回波法测定的误差值,相比较而言,声发射参数的变化在持荷过程中变化有较好的规律性,因此,在持续荷载作用下的损伤宜用声发射进行检测。(2)在浇筑混凝土过程中掺加适量引气剂,制造随机的微孔隙来模拟初始损伤,研究了初始损伤对混凝土试件力学性能、单轴压缩过程中混凝土内部损伤演变和Felicity效应的影响。研究表明:引气剂的掺加劣化了抗压强度,即给混凝土试件引入了一定程度的初始损伤,且随着掺入量的增大,初始损伤程度也越大;初始损伤越大,压密阶段时长越长、弹性变化阶段混凝土内部损伤越大;混凝土试件的损伤主要发生在塑性变形和峰后破坏两个阶段,并且在塑性变形阶段,初始损伤对混凝土的损伤起一定的促进作用,表现为初始损伤越大,进入了塑性损伤阶段的时间越快;混凝土的初始损伤对Felicity比和Kaiser效应的应力上限水平有较大的影响,表现为混凝土初始损伤越大,在相同的荷载等级下Felicity比越小,Kaiser效应的应力上限水平也越低。(3)对引入不同程度初始损伤的混凝土试件施加为期30天的持续荷载,采集持荷过程中混凝土的徐变应变值及声发射参数的变化,通过对声发射参数变化的分析,研究了在非线性徐变发展过程中,损伤的演化规律以及初始损伤对其的影响。混凝土经历了衰减徐变和稳态徐变两个阶段;初始损伤对徐变起促进作用,且持荷水平越高,这种作用越强;初始损伤越大,在持荷过程中损伤发展越剧烈;在持荷过程中,声发射振铃计数率、能量率和徐变率变化规律类似,均是先经过一个快速变化阶段,然后逐渐趋于平稳;在衰减徐变阶段,释放了较高的应变能,在稳定徐变阶段,应变能呈现出一个聚集与释放的过程,反映出混凝土内部的破坏呈周期性。

关键词：混凝土损伤非线性徐变冲击回波法声发射

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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基于柔度张量等效的混凝土非线性徐变性能研究

作者：蔡昊男重庆交通大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：混凝土损伤非线性徐变应变能

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预应力混凝土连续刚构桥的非线性徐变效应

预应力混凝土连续刚构桥的非线性徐变效应

作者：蒋少波北京交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国交通事业的发展,大跨度预应力混凝土连续刚构桥以其工程造价低、跨越能力大、结构受力合理、施工方便等优势,受到了广泛使用,其跨径也随着设计理论的完善、高强材料的出现及施工方法的进步不断增大。然而,众多对既有大... 详细信息

近年来,随着我国交通事业的发展,大跨度预应力混凝土连续刚构桥以其工程造价低、跨越能力大、结构受力合理、施工方便等优势,受到了广泛使用,其跨径也随着设计理论的完善、高强材料的出现及施工方法的进步不断增大。然而,众多对既有大跨度预应力混凝土连续刚构桥的监测数据发现:大跨度预应力混凝土连续刚构桥成桥后跨中下挠值远远大于设计的预测范围,规范中的线性徐变模型无法做出合理解释。非线性徐变指在某些特定的条件下,混凝土的徐变应变和应力之间不再符合线性关系,而转化为非线性关系的现象。实际工程中,混凝土可能由于应力过高及自身的损伤而发生非线性徐变。本文主要开展了以下工作:(1)对国内外学者提出的非线性徐变模型进行总结与对比,选择出适用于工程实际的非线性徐变模型。(2)基于我国规范及混凝土实际情况对非线性徐变模型进行了改进,并使用Ansys软件编写了线性及非线性徐变模型的usercreep子程序。(3)引用钢筋混凝土简支梁长期挠度试验数据,使用Ansys软件建立了有限元模型,分别使用线性徐变模型与非线性徐变模型对梁体跨中挠度进行了预测,并将预测值与试验值进行了对比,验证非线性徐变模型在钢筋混凝土简支梁中的适用性。(4)以虎门大桥辅航道桥为工程实例,进行了大跨度预应力混凝土连续刚构桥的长期挠度预测。运用Ansys软件建立了虎门大桥辅航道有限元实体模型,综合考虑预应力损失、活载影响、混凝土损伤、收缩徐变等因素,分别使用线性徐变模型和非线性徐变模型进行长期挠度预测,并与实测数据对比,对考虑非线性徐变因素的大跨度预应力混凝土连续刚构桥长期挠度预测提出了建议。

关键词：混凝土非线性徐变长期挠度连续刚构桥