混凝土破坏全过程分析的扩展内嵌裂缝模型

吴建营，李锋波，徐世烺（.浙江大学建筑工程学院，浙江杭州 30058；2.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州 5064）



混凝土破坏全过程分析的扩展内嵌裂缝模型

吴建营1，2，李锋波1，徐世烺1
（1.浙江大学建筑工程学院，浙江杭州 310058；
2.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州 510641）

摘要：为解决传统内嵌裂缝模型仅能考虑定常位移跳跃而导致的应力闭锁问题，并保证裂缝张开位移在相邻单元间的连续性，基于强不连续问题位移场的多尺度统一表述，选取具有明确物理意义的裂缝节点（裂缝与单元边的交点）位移跳跃作为增强自由度，提出了适用于混凝土等准脆性材料和结构破坏全过程分析的扩展内嵌裂缝模型，并给出了其有限元实现方法。对楔入劈拉试验Ⅰ型和单边缺口梁混合型破坏等混凝土标准试验进行了数值分析，得到的裂缝路径和荷载位移曲线均与试验结果或文献结果吻合良好，验证了模型理论的有效性，同时分析结果也表明该模型具有较高的粗网格精度和良好的数值健壮性。

关键词：混凝土；损伤与破坏；内嵌裂缝模型；应力闭锁；有限元方法

混凝土在高层建筑、高速铁路、高速公路、水工结构、桥梁涵隧等重大土木工程结构中应用十分广泛。作为典型的准脆性材料，混凝土裂缝的非线性演化和扩展是导致结构完整性降低甚至发生破坏的罪魁祸首，因此，保证混凝土结构安全服役必须全面地掌握裂缝，并客观准确地反映裂缝非线性演化对材料力学性能劣化和结构损伤破坏过程的影响规律。……