高温高应变率下混凝土材料的损伤演化方程

文彦博，黄瑞源，李 平，马 剑，肖凯涛

（1. 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室，江苏 南京 210094；

2. 安徽工业大学机械学院，安徽 马鞍山 243032；3. 江苏科技大学船舶与土木工程学院，江苏 镇江 215600；4. 防化研究院，北京 102205）

随着国民经济的不断发展，高层建筑、地铁以及其他一些混凝土材料建造的工程结构越来越多。除了设计范围内的正常载荷外，某些工程结构在使用期限内可能会因偶然事故受到冲击或发生爆炸，譬如：燃气爆炸、恐怖袭击中人为引起的爆炸[1-2]，导致工程结构中的混凝土材料同时处于高温、高应变率的环境中。因此，有必要对混凝土材料在高温、高应变率下的力学性能和损伤演化关系进行研究[3-5]。混凝土是由水泥、石子、细沙、水和减水剂等组成的一种多相复合材料，其成分复杂，且内部存在多种尺寸不等、形状各异的微裂纹和微孔洞[6]，在外部载荷作用下，微裂纹和微孔洞将演化发展，又会产生新的微裂纹和微孔洞，从而影响整个混凝土材料的力学性能[7]。目前，混凝土类材料的损伤研究一直是国内外学者关注的热点问题。Dougill[8]和Loland[9]在混凝土本构关系中引入了损伤的概念；Xie[10]研究了岩石材料中的裂纹扩展；Holmquist 等[11]将混凝土中的损伤定义为等效塑性应变和等效塑性体积应变的表达式；王春来等[12]根据Weibull 统计分布理论和等效应变假定原理给出了一种损伤本构模型；Bai 等[13]提出了一种微孔洞成核模型；王道荣等[7]采用新技术对混凝土材料实施损伤“冻结”实验，研究损伤演化与应变和应变率的关系。……