基于裂缝扩展准则的混凝土重力坝裂缝扩展全过程数值分析 被引量：8

1

作者 许青 邓涛 +1 位作者 董伟 吴智敏 《建筑科学与工程学报》 CAS 2009年第3期49-54,共6页

将裂缝扩展准则应用于混凝土重力坝裂缝扩展全过程分析,结合虚拟裂缝模型计算了经典混凝土重力坝模型的断裂特性,并与其他数值方法进行了对比。结果表明:利用该数值方法得到的混凝土重力坝模型的外荷载-裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展路... 将裂缝扩展准则应用于混凝土重力坝裂缝扩展全过程分析,结合虚拟裂缝模型计算了经典混凝土重力坝模型的断裂特性,并与其他数值方法进行了对比。结果表明:利用该数值方法得到的混凝土重力坝模型的外荷载-裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展路径与试验结果均吻合良好;当给定了混凝土材料的起裂断裂韧度、断裂能、抗拉强度等参数后,即可采用该数值方法对混凝土重力坝裂缝扩展全过程进行分析。 展开更多

关键词 裂缝扩展准则 混凝土重力坝 数值分析 虚拟裂缝模型 抗拉强度

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钢筋混凝土结构锈胀裂缝的计算机模拟 被引量：14

2

作者 淡丹辉 王庆霖 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期484-487,共4页

根据钢筋混凝土锈胀动力学原理 ,推导出锈蚀钢筋周围混凝土锈胀位移场的表达式 ,并用基于虚拟裂缝模型 (FCM)的非线性有限元方法 ,建立了钢筋混凝土结构的锈胀裂缝开裂过程的分析模型。利用编制的程序 ,对钢筋混凝土构件的锈裂过程进行... 根据钢筋混凝土锈胀动力学原理 ,推导出锈蚀钢筋周围混凝土锈胀位移场的表达式 ,并用基于虚拟裂缝模型 (FCM)的非线性有限元方法 ,建立了钢筋混凝土结构的锈胀裂缝开裂过程的分析模型。利用编制的程序 ,对钢筋混凝土构件的锈裂过程进行了计算机模拟 ,结果表明 ,该模型为获得了锈胀开裂条件以及锈蚀量与锈胀裂缝宽度之间的定量关系提供了可能。 展开更多

关键词 钢筋混凝土 计算机模拟 锈胀动力学

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混凝土断裂韧度及临界裂缝尖端张开位移——基于虚拟裂缝模型的分析 被引量：10

3

作者 吴智敏 徐世烺 王金来 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第1期29-34,共6页

将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合 ,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac 的解析解 ,据此计算了最大尺寸为 12 0 0mm× 12 0 0mm× 2 0 0mm的楔入... 将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合 ,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac 的解析解 ,据此计算了最大尺寸为 12 0 0mm× 12 0 0mm× 2 0 0mm的楔入劈拉混凝土试件的起裂断裂韧度KsIc、失稳断裂韧度KeIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc 研究结果表明 ,随着试件尺寸的增加 ,Δac 增大 ,但其增长幅度明显减小 ;而KsIc、KeIc、CTODc 却是与试件尺寸无关的断裂参数 因此 ,双K断裂准则可很好地描述混凝土裂缝的起裂。 展开更多

关键词 混凝土 断裂韧度 虚拟裂缝模型

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钢筋混凝土结构腐蚀损伤裂纹扩展轨迹模拟与数值分析 被引量：12

4

作者 李永和 葛修润 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期1-5,共5页

通过取样检测 ,系统分析了钢筋锈蚀形状变化特征、混凝土表面裂纹宽度变化特征 ;在取样检测分析的基础上 ,给出了钢筋锈蚀层椭圆外轮廓线数学模型和相应的任一点锈蚀层厚度的计算公式 ;然后依据三个基本假定 ,给出锈蚀层虚拟边界位移离... 通过取样检测 ,系统分析了钢筋锈蚀形状变化特征、混凝土表面裂纹宽度变化特征 ;在取样检测分析的基础上 ,给出了钢筋锈蚀层椭圆外轮廓线数学模型和相应的任一点锈蚀层厚度的计算公式 ;然后依据三个基本假定 ,给出锈蚀层虚拟边界位移离散化力学模型和相应的虚拟边界位移解和虚拟边界应力解 ;最后在虚拟边界位移条件下 ,用数值流形元法模拟了二类锈胀随服役时间变化引起裂纹扩展轨迹的问题 。 展开更多

关键词 钢筋混凝土结构 腐蚀 损伤 虚拟边界 位移条件 数值流形元法 裂纹扩展

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颗粒尺寸对岩石抗拉强度和断裂韧度影响的数值模拟 被引量：4

5

作者 于淼 朱万成 +1 位作者 于永军 于庆磊 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期864-868,共5页

选取三种粒径(平均尺寸1.02,2.12,3 mm)花岗岩试样,利用自主开发的岩石破裂过程数值计算软件(RFPA-DIP细观版),进行带缺口试样三点弯曲试验.利用虚裂纹模型描述岩石试样达到峰值载荷前的断裂过程区,引入双线性应力分布模型,将试样内部... 选取三种粒径(平均尺寸1.02,2.12,3 mm)花岗岩试样,利用自主开发的岩石破裂过程数值计算软件(RFPA-DIP细观版),进行带缺口试样三点弯曲试验.利用虚裂纹模型描述岩石试样达到峰值载荷前的断裂过程区,引入双线性应力分布模型,将试样内部平均颗粒尺寸与虚裂纹模型建立起联系,通过数值模拟可分别计算出不同颗粒尺寸花岗岩的抗拉强度和断裂韧度.通过引入分形维数概念来表达不同颗粒尺寸花岗岩试样内部颗粒分布的特征,得到结论:颗粒尺寸与分维值呈反比例关系,分维值较小的花岗岩试样其抗拉强度和断裂韧度相对较小. 展开更多

关键词 颗粒尺寸 断裂韧度 抗拉强度 虚裂纹模型 三点弯曲试验

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裂纹扩展过程中线性内聚力模型计算的半解析有限元法 被引量：7

6

作者 王承强 郑长良 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期146-151,共6页

提出了求解基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题的半解析有限元法,利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个环形和一个圆形奇异超级解析单元列式,组装这两个超级单元能准确地描述裂... 提出了求解基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题的半解析有限元法,利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个环形和一个圆形奇异超级解析单元列式,组装这两个超级单元能准确地描述裂纹表面作用有双线性内聚力的平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题。典型算例的计算结果表明本文方法简单有效,具有令人满意的精度。 展开更多

关键词 哈密顿体系 裂纹扩展 内聚力 DUGDALE模型 虚拟裂缝模型 半解析有限元法

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地下结构开裂问题可靠度分析 被引量：3

7

作者 武清玺 张玉惠 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1997年第6期31-36,共6页

采用虚拟裂缝模型，建立了用随机有限元分析地下结构开裂问题可靠度的计算方法，导出了有关公式．对某水电站地下厂房顶拱开裂问题的可靠度分析，得到与实际情况相符合的结果，验证了本方法的正确性和实用性．

关键词 地下结构 虚拟裂缝模型 可靠性分析 开裂 水电站

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混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型虚拟裂缝模型及断裂能研究 被引量：6

8

作者 徐道远 钮新强 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1991年第2期29-36,共8页

本文运用白光散斑技术分级测定了混凝土试样Ⅰ-Ⅱ复合型断裂的位移场,并对断裂过程区进行跟踪观察,探讨了断裂机理,据此建立起Ⅰ-Ⅱ复合型断裂虚拟裂纹模型.本文还以四点剪切和直偏缝三点弯曲两种试样,测录了Ⅰ-Ⅱ复合型荷载位移F～δ... 本文运用白光散斑技术分级测定了混凝土试样Ⅰ-Ⅱ复合型断裂的位移场,并对断裂过程区进行跟踪观察,探讨了断裂机理,据此建立起Ⅰ-Ⅱ复合型断裂虚拟裂纹模型.本文还以四点剪切和直偏缝三点弯曲两种试样,测录了Ⅰ-Ⅱ复合型荷载位移F～δ全曲线,并计算出不同复合状态下的断裂能G_F^(Ⅰ-Ⅱ). 展开更多

关键词 混凝土 虚拟纹模型 断裂能

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用损伤法计算混凝土断裂过程区的等效缝长 被引量：1

9

作者 王跃锋 王向东 +1 位作者 华曦 刘梦和 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期210-213,共4页

在混凝土结构宏观裂缝前缘存在一定范围的断裂过程区,若考虑其影响,则裂缝失稳扩展的临界缝长已不再是初始缝长a0,而是最大荷载对应的等效临界缝长ac,即ac=a0+Δae,其中Δae是断裂过程区的等效裂缝长度。损伤力学认为混凝土从开始受力... 在混凝土结构宏观裂缝前缘存在一定范围的断裂过程区,若考虑其影响,则裂缝失稳扩展的临界缝长已不再是初始缝长a0,而是最大荷载对应的等效临界缝长ac,即ac=a0+Δae,其中Δae是断裂过程区的等效裂缝长度。损伤力学认为混凝土从开始受力到最终破坏的整个过程就是一个损伤产生、积累、发展的过程。在计算断裂过程区等效缝长时,应考虑混凝土初始损伤及σ-ε曲线上升段对计算结果的影响。本文运用灰色理论计算了楔入劈拉实验试件的初始损伤D0和损伤阈值Df,并基于虚拟裂缝模型原理,运用损伤力学理论,对初始裂缝为a0的混凝土楔入劈拉试件进行研究,推导得到了断裂过程区的等效缝长Δae及对应的损伤度。 展开更多

关键词 混凝土损伤模型 断裂过程区 虚拟裂缝模型 等效缝长

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混凝土二维复合型软化曲线的一种推算方法 被引量：2

10

作者 邵勇 王向东 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期430-433,共4页

基于虚拟裂缝模型(FCM),通过对混凝土二维复合型裂缝梁试验数据的拟合,得到了ⅠⅡ,ⅠⅢ,ⅡⅢ3种二维复合型软化方程中参数α,β的数学表达式.据此表达式可直接求得二维复合型缝端2个应力强度因子之任意比值(即任意权重比)下混凝土二维... 基于虚拟裂缝模型(FCM),通过对混凝土二维复合型裂缝梁试验数据的拟合,得到了ⅠⅡ,ⅠⅢ,ⅡⅢ3种二维复合型软化方程中参数α,β的数学表达式.据此表达式可直接求得二维复合型缝端2个应力强度因子之任意比值(即任意权重比)下混凝土二维复合型的软化曲线.这克服了通过试验求软化曲线的困难,为断裂能GF计算及损伤分析等提供了方便. 展开更多

关键词 混凝土 虚拟裂缝模型 应力强度因子 软化曲线 软化方程

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混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的半解析有限元法 被引量：1

11

作者 王承强 郑长良 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期1157-1162,共6页

　利用平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,以解析的方法推导出基于混凝土断裂力学中虚拟裂缝模型的平面裂纹解析元列式·　将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状... 　利用平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,以解析的方法推导出基于混凝土断裂力学中虚拟裂缝模型的平面裂纹解析元列式·　将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和荷载混凝土平面裂纹的虚拟裂缝模型计算问题·　数值计算结果表明方法对该类问题的求解是十分有效的。 展开更多

关键词 半解析有限元法 平面裂纹 展开法 本征函数 哈密顿体系 分离变量法 共轭 混凝土 荷载 断裂力学

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混凝土开裂过程扩展有限元数值模拟 被引量：9

12

作者 张晓东 任旭春 《公路交通技术》 2010年第3期81-85,共5页

介绍用扩展有限元法结合虚拟裂缝模型对混凝土结构进行开裂过程数值模拟的实现方法。对单向拉伸混凝土板和三点弯曲混凝土梁进行开裂过程模拟,重点考察初始裂纹长度、混凝土断裂能对混凝土板和梁开裂特性的影响。计算结果显示,以上参数... 介绍用扩展有限元法结合虚拟裂缝模型对混凝土结构进行开裂过程数值模拟的实现方法。对单向拉伸混凝土板和三点弯曲混凝土梁进行开裂过程模拟,重点考察初始裂纹长度、混凝土断裂能对混凝土板和梁开裂特性的影响。计算结果显示,以上参数对混凝土板和梁的开裂特性都有明显影响。 展开更多

关键词 扩展有限元法(XFEM) 虚拟裂缝模型 混凝土开裂过程

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SRC中钢骨锈蚀率与混凝土锈胀裂缝宽度的计算 被引量：1

13

作者 哈娜 王学颖 《辽宁省交通高等专科学校学报》 2016年第2期1-4,共4页

随着服役时间的增长,钢骨锈蚀产生锈胀力将导致混凝土保护层开裂,影响钢骨混凝土结构的耐久性。应用金属腐蚀学理论和弹性力学的方法建立了钢骨锈蚀率的计算公式,并结合混凝土断裂力学中的虚拟裂缝模型方法,得到裂缝间传递应力与裂缝宽... 随着服役时间的增长,钢骨锈蚀产生锈胀力将导致混凝土保护层开裂,影响钢骨混凝土结构的耐久性。应用金属腐蚀学理论和弹性力学的方法建立了钢骨锈蚀率的计算公式,并结合混凝土断裂力学中的虚拟裂缝模型方法,得到裂缝间传递应力与裂缝宽度的关系,并对钢骨锈蚀率和裂缝宽度进行了算例分析。分析结果表明,钢骨锈蚀率随着时间和混凝土锈胀裂缝宽度的增加而增长,随着混凝土保护层厚度、混凝土强度等级和钢骨下翼缘的尺寸增加而减小。 展开更多

关键词 钢骨锈蚀率 虚拟裂缝模型 裂缝宽度 算例分析

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混凝土劈裂试件断裂过程的数值模拟 被引量：4

14

作者 赵新安 段树金 《石家庄铁道学院学报》 2003年第3期48-52,共5页

将Duan-Nakagawa模型解析得到的断裂过程区上的应力和位移场转化为节点上的无体积、无长度的虚拟弹簧代替拉应变软化曲线,对混凝土劈裂试件的断裂过程进行有限元数值分析。在算例中,把裂纹尖端张开位移与材料的极限抗拉强度作为控制裂... 将Duan-Nakagawa模型解析得到的断裂过程区上的应力和位移场转化为节点上的无体积、无长度的虚拟弹簧代替拉应变软化曲线,对混凝土劈裂试件的断裂过程进行有限元数值分析。在算例中,把裂纹尖端张开位移与材料的极限抗拉强度作为控制裂纹扩展过程的参数,模拟了混凝土劈裂试件起裂、扩展、破坏的全过程,与试验结果吻合良好。 展开更多

关键词 混凝土劈裂试件 断裂过程 数值模拟 有限元分析 应力 位移场 Duan—Nakagawa模型 抗拉强度 虚裂纹模型

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混凝土等效断裂韧度的虚拟裂缝模型解析方法.

15

作者 刘永光 李忠献 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A01期11-14,共4页

建立了一种求解基于虚拟裂缝模型的混凝土等效断裂韧度的实用解析方法.首先将虚拟裂缝区粘聚力作为相应的边界条件,运用修正的剪滞理论,根据能量法则推导出一种求解混凝土等效断裂韧度的解析计算模式;最后对照相关试验数据,得到了对应... 建立了一种求解基于虚拟裂缝模型的混凝土等效断裂韧度的实用解析方法.首先将虚拟裂缝区粘聚力作为相应的边界条件,运用修正的剪滞理论,根据能量法则推导出一种求解混凝土等效断裂韧度的解析计算模式;最后对照相关试验数据,得到了对应数值解的解析解,且与相关试验对应的数值解相比,解析解的均方差和变异系数更小,具有更好的鲁棒性.由此可以得出结论,所提出的解析计算模式为求解混凝土等效断裂韧度提供了一种可靠的实用解析方法. 展开更多

关键词 混凝土 等效断裂韧度 虚拟裂缝模型 粘聚力 剪滞理论

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断裂过渡区长度张开位移和J积分的计算 被引量：2

16

作者 段树金 《石家庄铁道学院学报》 2000年第3期4-6,23,共4页

在应变软化材料的主裂缝尖端存在一断裂过渡区。本文利用加权积分法 ,给出无限大板含一中心穿透直裂纹有均匀拉应力作用时的断裂过渡区长度、裂纹尖端张开位移和 J积分值 ,并与带状屈服模型相比较。

关键词 断裂过渡区 应变软化 J积分 长度张开位移

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基于能量理论的混凝土梁裂缝口张开位移分析

17

作者 余学芳 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第1期126-127,130,共3页

混凝土结构在未使用之前往往已经存在裂缝,在外荷载作用下,混凝土内部微裂缝会不断产生、扩展,成为混凝土破坏的根源,因此有必要计算混凝土已有裂缝口的张开位移。应用基于能量理论的裂缝扩展准则和虚拟裂缝模型,通过编程来模拟混凝土... 混凝土结构在未使用之前往往已经存在裂缝,在外荷载作用下,混凝土内部微裂缝会不断产生、扩展,成为混凝土破坏的根源,因此有必要计算混凝土已有裂缝口的张开位移。应用基于能量理论的裂缝扩展准则和虚拟裂缝模型,通过编程来模拟混凝土梁混合裂缝的扩展,对于混凝土梁裂缝口张开位移的计算是有效的;切口深度增大时,裂缝口张开位移增大;弹性模量增大时,裂缝口张开位移减小,混凝土的抗裂性能得到加强。 展开更多

关键词 混凝土梁 能量准则 虚拟裂缝模型 切口深度 裂缝口张开位移

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中心直裂纹Ⅰ型问题双参数模型的解析解

18

作者 段树金 赵新安 《华北水利水电学院学报》 2001年第3期75-78,共4页

基于虚裂纹模型的概念 ,导出了无限大板中心直裂纹在远场均匀拉应力作用下双参数模型的应力函数和位移函数 ,其解由线弹性断裂力学解、Dudale的解答和加权积分法导出的虚裂纹模型解所构成 。

关键词 中心直裂纹 双参数模型 虚裂纹模型 张开位移

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约束圆环试验混凝土裂缝扩展全过程研究 被引量：1

19

作者 罗昊 荣华 +1 位作者 袁文岩 董伟 《水利与建筑工程学报》 2016年第4期168-172,共5页

美国国家公路与运输协会(AASHTO)及美国试验材料学会(ASTM)推荐约束圆环试验为评估早期混凝土抗裂性的标准试验方法。为了更好地研究约束圆环试验中混凝土的破坏机理,利用ANSYS有限元软件热学分析和结构分析模块,在混凝土上施加虚拟温... 美国国家公路与运输协会(AASHTO)及美国试验材料学会(ASTM)推荐约束圆环试验为评估早期混凝土抗裂性的标准试验方法。为了更好地研究约束圆环试验中混凝土的破坏机理,利用ANSYS有限元软件热学分析和结构分析模块,在混凝土上施加虚拟温度场来模拟收缩作用。结合应力分析结果确定混凝土的起裂位置,并引入虚拟裂缝模型,模拟外圆周干燥的圆环试件收缩裂缝在起裂后的扩展过程。通过对比混凝土开裂时间,预测结果和试验结果吻合良好,验证了数值模拟中提出的计算方法的可行性。结果显示,在约束圆环试验中,限制收缩裂缝形成后直接进入失稳扩展阶段,试验中钢环压应变的突然滞回反映了混凝土限制收缩条件下的失稳扩展。 展开更多

关键词 约束收缩 破坏机理 虚拟裂缝模型 裂缝扩展

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蜗壳外围混凝土裂缝扩展的数值模拟 被引量：1

20

作者 李正星 马震岳 《黑龙江大学工程学报》 2010年第3期12-17,共6页

根据混凝土断裂力学理论,在蜗壳外围混凝土内部设置初始裂缝,应用虚拟裂缝模型建立平面轴对称有限元模型,编程计算了直埋式蜗壳外围混凝土裂缝的扩展过程。计算结果表明:断裂力学理论中的虚拟裂缝模型可以很好地模拟蜗壳内部裂缝的整个... 根据混凝土断裂力学理论,在蜗壳外围混凝土内部设置初始裂缝,应用虚拟裂缝模型建立平面轴对称有限元模型,编程计算了直埋式蜗壳外围混凝土裂缝的扩展过程。计算结果表明:断裂力学理论中的虚拟裂缝模型可以很好地模拟蜗壳内部裂缝的整个断裂扩展过程,得到单一裂缝的内水压力-裂缝口张口位移(裂缝口宽度)曲线;通过引入断裂角的概念,得到蜗壳裂缝扩展的准确路径,直埋式蜗壳子午断面内裂缝扩展的主要方向为通过蜗壳中心的径向。 展开更多

关键词 裂缝扩展 直埋式蜗壳 断裂力学 虚拟裂缝模型 数值分析

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