考虑应变率效应影响的混凝土三维Ⅰ-型细观断裂准则

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作者 李冬 高堃 +1 位作者 金浏 杜修力 《土木工程学报》 北大核心 2025年第7期41-51,共11页

文章讨论混凝土材料细观断裂破坏模式的应变率效应问题。首先,考虑混凝土材料中骨料夹杂等细观组成导致的应力集中现象,建立用于混凝土材料动态拉伸断裂破坏行为机理分析的三维细观裂缝扩展路径模型。其次,基于建立的机理分析模型,同时... 文章讨论混凝土材料细观断裂破坏模式的应变率效应问题。首先,考虑混凝土材料中骨料夹杂等细观组成导致的应力集中现象,建立用于混凝土材料动态拉伸断裂破坏行为机理分析的三维细观裂缝扩展路径模型。其次,基于建立的机理分析模型,同时考虑裂缝尖端的应力状态和裂缝路径的能量耗散,推导建立考虑应变率效应影响的三维Ⅰ-型细观断裂准则。最终,基于有限元数值模拟方法,开展混凝土最小三相细观力学分析模型的动态拉伸破坏数值试验,分析应变率对混凝土细观断裂破坏模式的影响规律,验证文章提出的三维Ⅰ-型细观断裂准则的合理性。 展开更多

关键词 混凝土 断裂准则 细观力学 应变率效应 有限元模拟

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FRP筋/钢筋混合配筋混凝土梁冲击响应简化分析与预测

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作者 张仁波 李昕晨 +1 位作者 金浏 杜修力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期44-53,共10页

针对目前试验和数值模拟方法复杂且低效的问题,研究了纤维增强聚合物(fiber-reinforced polymer,FRP)筋/钢筋混合配筋混凝土梁在冲击荷载下动态响应的简化分析与预测方法。首先,建立了混合配筋混凝土梁的动态弯-剪抗力模型;其次,基于此... 针对目前试验和数值模拟方法复杂且低效的问题,研究了纤维增强聚合物(fiber-reinforced polymer,FRP)筋/钢筋混合配筋混凝土梁在冲击荷载下动态响应的简化分析与预测方法。首先,建立了混合配筋混凝土梁的动态弯-剪抗力模型;其次,基于此模型并考虑应力波传播效应,提出了一种改进的双自由度简化分析模型来预测混合配筋混凝土简支梁的冲击响应,并验证了该模型的准确性;最后,基于量纲分析,对双自由度模型计算的120组冲击工况的结果进行回归分析,建立了混合配筋梁的峰值位移和冲击力时程曲线的经验性预测模型。结果表明,该模型的预测误差基本在20%以内,可为混合配筋混凝土梁在冲击荷载作用下的工程实践提供一种有效的简化计算方法。 展开更多

关键词 冲击荷载 纤维增强聚合物(FRP)筋 混合配筋混凝土梁 双自由度模型 设计方法

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加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响 被引量：3

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作者 金浏 张晓旺 +2 位作者 郭莉 吴洁琼 杜修力 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期150-158,共9页

为探究加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响,开展16根RC梁(质量损失率0%~8.7%)在不同加载速率(0.5~300 mm/min)下的粘结性能测试,据此提出考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式,并开展锈蚀钢筋混凝土梁粘结力学行为的数... 为探究加载速率对锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的影响,开展16根RC梁(质量损失率0%~8.7%)在不同加载速率(0.5~300 mm/min)下的粘结性能测试,据此提出考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式,并开展锈蚀钢筋混凝土梁粘结力学行为的数值模拟,分析高加载速率(30~30000 mm/min,应变率10^(-4)~10^(-1)s^(-1))下锈蚀梁的粘结滑移力学行为。研究表明:(1)加载速率对锈蚀钢筋混凝土梁式试件的粘结应力-滑移曲线形状以及粘结强度与残余粘结强度的比值影响不大;(2)随着加载速率的增加,锈蚀钢筋与混凝土的粘结强度和残余粘结强度显著增加,粘结区应力峰值显著增加并逐渐向加载端靠近;(3)本工作提出的考虑加载速率和钢筋锈蚀影响的粘结强度计算公式在0.5~30000 mm/min的加载速率范围内有很好的适用性。 展开更多

关键词 加载速率 钢筋锈蚀 粘结性能 数值模拟

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弯-剪-扭复合受力CFRP布加固RC梁抗扭性能细观数值分析 被引量：1

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作者 李冬 贺益帅 +2 位作者 张江兴 金浏 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期958-973,共16页

为了研究弯-剪-扭复合受力条件下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁的抗扭性能,建立体现混凝土材料非均质性、钢筋-混凝土黏结滑移关系和CFRP布-混凝土相互作用... 为了研究弯-剪-扭复合受力条件下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁的抗扭性能,建立体现混凝土材料非均质性、钢筋-混凝土黏结滑移关系和CFRP布-混凝土相互作用关系的细观数值分析模型。由于缺乏CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下失效破坏的典型物理试验,采用复合对比验证法对数值模型的合理性进行验证,即分别与单独受剪、单独受扭以及受弯-扭复合作用下RC梁和CFRP布加固RC梁的试验结果进行对比验证。进而,基于建立的细观数值分析模型探究了配纤率和扭弯比对CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下抗扭力学性能的影响。结果表明:1)采用CFRP布加固能够显著提高RC梁的峰值扭矩;2)随配纤率增加,RC梁损伤分布范围逐渐变大,CFRP布应变逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,但其增大幅度减小;3)随扭弯比增加,RC梁裂缝分布愈加集中,裂缝与水平方向夹角逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,CFRP布应变减小。建立的考虑弯-剪-扭复合受力作用的数值模拟方法可为后续研究复杂应力状态下CFRP布加固RC梁尺寸效应行为等奠定基础。 展开更多

关键词 CFRP布加固RC梁 剪切 纯扭 弯扭 弯-剪-扭 细观数值模拟方法

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钢筋及BFRP筋混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应对比分析:试验研究 被引量：1

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作者 金浏 宋博 +1 位作者 张江兴 杜修力 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1-11,22,共12页

文章旨在研究并对比钢筋及BFRP筋(玄武岩纤维增强筋)混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应的异同,对4根钢筋混凝土深受弯构件及4根BFRP筋混凝土深受弯构件(梁高为300~1200mm)进行了剪切破坏试验。对比分析了荷载-位移曲线、斜裂缝宽度、... 文章旨在研究并对比钢筋及BFRP筋(玄武岩纤维增强筋)混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应的异同,对4根钢筋混凝土深受弯构件及4根BFRP筋混凝土深受弯构件(梁高为300~1200mm)进行了剪切破坏试验。对比分析了荷载-位移曲线、斜裂缝宽度、混凝土应变、纵筋应变及腹筋应变随结构尺寸变化的发展趋势。揭示了钢筋及BFRP筋混凝土深受弯构件抗剪强度尺寸效应规律,并分析了设计规范和计算方法的适用性。研究表明:(1)BFRP筋混凝土深受弯构件的极限荷载约为钢筋混凝土深受弯构件的0.3~0.5倍,而挠度约为钢筋混凝土深受弯构件的1.4~1.7倍;(2)梁高从300mm增至1200mm时(试验梁的水平及竖向腹筋率均为0.51%),钢筋混凝土深受弯构件的名义极限抗剪强度下降34.0%,而BFRP筋混凝土深受弯构件下降45.7%;(3)对于大尺寸构件的抗剪承载力,设计规范的计算结果安全储备不足,未能合理考虑尺寸效应;(4)提出的尺寸效应理论公式可以定量描述结构尺寸对钢筋及BFRP筋混凝土深受弯构件名义极限抗剪强度的影响。 展开更多

关键词 深受弯构件 BFRP筋 剪切破坏 受剪性能 尺寸效应

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FRP筋混凝土短梁抗剪性能试验研究及承载力计算 被引量：1

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作者 宋博 金浏 杜修力 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1080-1088,共9页

为分析梁高、剪跨比、腹筋率等参数对纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土短梁抗剪承载力的定量影响,并验证前期基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算方法的科学合理性,对11根玄武岩FRP筋混凝土短梁开展了剪切破坏试验,试验梁最大梁高为1.2 m.... 为分析梁高、剪跨比、腹筋率等参数对纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土短梁抗剪承载力的定量影响,并验证前期基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算方法的科学合理性,对11根玄武岩FRP筋混凝土短梁开展了剪切破坏试验,试验梁最大梁高为1.2 m.试验结果表明,梁高、剪跨比、水平腹筋率、竖向腹筋率均对FRP筋混凝土短梁的抗剪承载力有显著影响.当梁高由300 mm增大到1200 mm,试验梁的无量纲极限抗剪强度下降46.7%.当水平腹筋率由0增大至1.0%,试验梁的无量纲极限抗剪强度提高40.5%.基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算式可以合理反映梁高、剪跨比、水平腹筋率等因素的影响规律,计算结果与本试验结果及搜集试验数据均吻合良好. 展开更多

关键词 混凝土短梁 纤维增强聚合物(FRP)筋 抗剪承载力 计算方法 拉杆拱模型

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配筋率与质量比对FRP-RC梁冲击响应与损伤的影响

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作者 金浏 郑敏 +1 位作者 张仁波 杜修力 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期816-826,共11页

基于考虑应变率效应的三维数值模型,对玄武岩纤维增强复材筋混凝土(BFRP-RC)梁的抗冲击性能进行了研究.分析了冲击体与FRP-RC梁质量比、配筋率等因素对冲击响应的影响规律.结果表明,随着质量比增大,FRP筋混凝土梁的破坏模式从弯曲破坏... 基于考虑应变率效应的三维数值模型,对玄武岩纤维增强复材筋混凝土(BFRP-RC)梁的抗冲击性能进行了研究.分析了冲击体与FRP-RC梁质量比、配筋率等因素对冲击响应的影响规律.结果表明,随着质量比增大,FRP筋混凝土梁的破坏模式从弯曲破坏转变为剪切破坏,但是配筋率的改变并不影响梁的破坏模式.由于BFRP筋弹性模量低,并且没有屈服阶段,故即使在梁损伤比较严重的情况下,BFRP筋的应变和BFRP筋梁的位移也会发生较大恢复.在冲击过程中,冲击力时程曲线的形状与质量比之间的规律不随配筋率而改变.此外,以剩余承载力为基准,建立了以频率变化、损伤因子和峰值位移为指标的损伤评估方法,为实际工程中FRP筋混凝土梁构件的灾后处置提供理论基础. 展开更多

关键词 落锤冲击 损伤评估 数值模拟 FRP-RC梁 质量比

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考虑尺寸效应影响的钢筋混凝土构件纯扭承载力计算方法

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作者 金浏 祝华杰 杜修力 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期143-151,共9页

近年来,钢筋混凝土构件的抗扭设计问题受到了广泛关注,现行的设计规范是基于小尺寸试件的试验数据外推而来,并未考虑尺寸效应的影响,对大尺寸试件承载力预测值的安全度有待商榷。对比分析国内外规范中RC构件纯扭承载力计算方法公式,基... 近年来,钢筋混凝土构件的抗扭设计问题受到了广泛关注,现行的设计规范是基于小尺寸试件的试验数据外推而来,并未考虑尺寸效应的影响,对大尺寸试件承载力预测值的安全度有待商榷。对比分析国内外规范中RC构件纯扭承载力计算方法公式,基于钢筋混凝土柱纯扭加载三维细观数值模拟结果,总结钢筋混凝土柱名义抗扭强度尺寸效应规律,建立可定量反映配箍率影响的名义抗扭强度尺寸效应律公式;通过引入尺寸效应系数αh建立考虑结构尺寸效应影响的钢筋混凝土构件纯扭承载力建议预测公式,并将αh分为3个区域,综合考虑结构设计的安全性和经济性,从而保证大尺寸试件承载力预测值的安全度;通过与90个试验数据的对比,证明修正公式能有效提高大尺寸试件承载力预测值的安全储备。 展开更多

关键词 钢筋混凝土构件 纯扭承载力 尺寸效应 抗扭设计

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级配对粗粒土-格栅界面循环剪切特性影响试验研究 被引量：1

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作者 蒋明杰 石竣允 +2 位作者 栗书亚 胡荣峰 梅国雄 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第3期162-172,共11页

【目的】为研究级配对粗粒土-土工格栅界面动力剪切特性的影响规律,【方法】基于连续级配方程,通过改变试样的最大粒径d_(max)和级配面积S,制备了18组不同级配试样,对各组试样分别进行设置土工格栅和不设置土工格栅的循环直剪试验,分析d... 【目的】为研究级配对粗粒土-土工格栅界面动力剪切特性的影响规律,【方法】基于连续级配方程,通过改变试样的最大粒径d_(max)和级配面积S,制备了18组不同级配试样,对各组试样分别进行设置土工格栅和不设置土工格栅的循环直剪试验,分析d_(max)和S对界面循环剪切特性的影响,并引入了加筋剪切刚度系数α_(K)和加筋阻尼比系数α_(D),来评价土工格栅对动剪切强度参数的影响效果。【结果】结果显示:当小于格栅网孔尺寸的粗粒含量较高时,剪切刚度K随着d_(max)的增大而增大,阻尼比D随着d_(max)的增大而减小;反之,则表现出相反的趋势。K和D均与d_(max)呈对数函数关系;K和D与S的关系均可用二次多项式表示。此外,给出了α_(K)和α_(D)与粒孔比的关系,即随着粒孔比的增大,α_(K)先增大后减小,α_(D)呈先减小后增大的规律。当粒孔比取0.073左右时,土工格栅对粗粒土循环剪切特性的加筋效果最好。【结论】结果表明:颗粒与土工格栅间的互锁机制对粗粒土-格栅界面的循环剪切特性有重要影响,当大部分颗粒粒径小于格栅网格尺寸时,颗粒与格栅间的互锁机制充分发挥;当颗粒最大粒径及格栅网格尺寸相同时,存在一个最优级配面积,使得粗粒土-格栅界面的抗震性能最好。 展开更多

关键词 粗粒土 土工格栅 颗粒级配 模型试验 土石坝 变形 抗剪强度 影响因素

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截面尺寸和箍筋对RC短柱抗震性能的影响

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作者 王作虎 侯宪淼 +2 位作者 金浏 董振华 邵明哲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期71-79,共9页

为了研究钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)短柱的抗震性能,通过低周反复破坏试验对其抗震性能的尺寸效应进行了分析。试验主要考虑了截面尺寸和箍筋形式的影响,RC短柱的截面分别设计为200 mm×200 mm、400 mm×400 m和600 mm... 为了研究钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)短柱的抗震性能,通过低周反复破坏试验对其抗震性能的尺寸效应进行了分析。试验主要考虑了截面尺寸和箍筋形式的影响,RC短柱的截面分别设计为200 mm×200 mm、400 mm×400 m和600 mm×600 mm,箍筋主要分为普通方形箍筋和井字箍筋。结果表明:配有普通方箍筋的RC短柱均表现出斜拉破坏特征,脆性破坏特征明显,而配有井字箍筋较大尺寸的RC短柱(边长为400 mm和600 mm)为剪压破坏;随着RC短柱截面边长的增加,其名义抗剪强度、延性和平均耗能系数均逐渐减小,并且配有井字箍筋的RC短柱相对于配有普通方形箍筋的短柱,其减小的速率逐渐变小。通过考虑截面尺寸和箍筋的影响作用,提出了修正的RC短柱的抗剪承载计算模型,并建立了考虑尺寸效应的RC短柱恢复力模型,计算结果与试验结果较吻合。 展开更多

关键词 钢筋混凝土(RC)短柱 配箍形式 抗震性能 尺寸效应 恢复力模型

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混凝土与混凝土结构尺寸效应述评(Ⅰ):材料层次 被引量：60

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作者 杜修力 金浏 李冬 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期28-45,共18页

尺寸效应,是指随着结构尺寸的增大,以强度为代表的力学性能指标不再为常数。目前,混凝土结构尺寸效应问题主要归结于两个层面:混凝土材料层次尺寸效应及钢筋混凝土构件层次尺寸效应。主要从材料层次出发,对目前使用较为广泛的几类混凝... 尺寸效应,是指随着结构尺寸的增大,以强度为代表的力学性能指标不再为常数。目前,混凝土结构尺寸效应问题主要归结于两个层面:混凝土材料层次尺寸效应及钢筋混凝土构件层次尺寸效应。主要从材料层次出发,对目前使用较为广泛的几类混凝土尺寸效应理论进行评述,进而阐述了国内外研究者在混凝土材料尺寸效应方面的试验及模拟工作,最后对其目前存在的一些问题及未来发展的一些方向作探讨。总的来说,在断裂力学尺寸效应理论框架的基础上,结合材料强度随机性以及裂缝分形特性等因素,建立适用于全尺寸的混凝土全局尺寸效应律是后续研究的重点,进而,结合开展更大尺寸范围混凝土材料尺寸效应试验及数值研究成果,对混凝土尺寸效应新理论进行验证与扩展。 展开更多

关键词 混凝土 强度 断裂 尺寸效应 细观结构 数值模拟

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混凝土抗压强度尺寸效应的神经网络预测模型 被引量：25

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作者 金浏 赵瑞 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期260-268,共9页

为了探究各影响因素对混凝土抗压强度尺寸效应现象的作用机理,从混凝土材料层面出发,建立基于BP神经网络的混凝土抗压强度预测模型.结合大量已有试验结果,建立可考虑试件形状、截面尺寸、高宽比、养护龄期、水灰比、水泥标号和粗骨料最... 为了探究各影响因素对混凝土抗压强度尺寸效应现象的作用机理,从混凝土材料层面出发,建立基于BP神经网络的混凝土抗压强度预测模型.结合大量已有试验结果,建立可考虑试件形状、截面尺寸、高宽比、养护龄期、水灰比、水泥标号和粗骨料最大粒径等7个特性影响的人工神经网络模型.根据上述输入特征,对不同截面尺寸的混凝土抗压强度进行预测分析,并研究相关因素对混凝土抗压强度尺寸效应现象的影响程度.结果表明:1)水灰比对混凝土抗压强度尺寸效应的影响较大,其值越小,抗压强度的尺寸效应越明显;2)高宽比的增大会导致尺寸效应的增强,但当高宽比大于2时,尺寸效应趋于平稳;3)粗骨料粒径的增大会导致尺寸效应现象愈加明显,但其增长速度会随着粗骨料粒径的提高而不断降低;4)试件形状对于普通混凝土的抗压强度尺寸效应现象的影响可忽略. 展开更多

关键词 混凝土 尺寸效应 抗压强度 BP神经网络 强度预测模型 细观结构

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混凝土与混凝土结构尺寸效应述评(Ⅱ):构件层次 被引量：43

13

作者 杜修力 金浏 李冬 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期24-44,共21页

近年来,大型钢筋混凝土工程结构迅猛发展,结构尺寸、跨度及高度的增大及结构形式的多样化使得构件的承载力越来越大、受力体系越来越复杂。钢筋混凝土构件破坏的尺寸效应行为对混凝土结构(尤其是大型混凝土工程结构)的安全性设计提出了... 近年来,大型钢筋混凝土工程结构迅猛发展,结构尺寸、跨度及高度的增大及结构形式的多样化使得构件的承载力越来越大、受力体系越来越复杂。钢筋混凝土构件破坏的尺寸效应行为对混凝土结构(尤其是大型混凝土工程结构)的安全性设计提出了新的挑战。文章从物理试验和数值模拟角度出发,简要回顾了钢筋混凝土构件(包括梁、柱及梁-柱节点)的破坏机制及其名义抗剪/抗弯强度、压缩强度及屈曲强度尺寸效应方面的研究进展,进而对一些需要加强和深入的研究方向进行了阐述。总体来说,后续应着力于开展大尺寸钢筋混凝土构件的破坏性试验研究,并深度结合数值模拟手段,研究材料及构件层次尺寸效应的产生机理,建立更为科学、合理、可靠的混凝土尺寸效应理论,最终完善混凝土结构设计方法。 展开更多

关键词 混凝土 钢筋混凝土构件 破坏机制 名义强度 尺寸效应

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钢筋混凝土梁抗冲击性能研究的细观数值模拟方法 被引量：15

14

作者 金浏 徐建东 +1 位作者 张仁波 杜修力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期57-65,共9页

为更真实地描述钢筋混凝土梁在冲击荷载作用下复杂的破坏过程,结合混凝土细观结构非均质性,假定混凝土是由骨料颗粒、砂浆基质以及界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,考虑混凝土细观组分的率效应,将钢筋网嵌入至素混凝土梁,建立了钢筋... 为更真实地描述钢筋混凝土梁在冲击荷载作用下复杂的破坏过程,结合混凝土细观结构非均质性,假定混凝土是由骨料颗粒、砂浆基质以及界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,考虑混凝土细观组分的率效应,将钢筋网嵌入至素混凝土梁,建立了钢筋混凝土梁抗冲击力学行为研究的三维细观尺度数值模型。基于该数值分析模型与方法,研究了落锤速度对钢筋混凝土梁抗冲击性能的影响规律。将细观数值模拟结果与宏观模型结果以及已有试验结果进行了对比分析,包括破坏模式、冲击力、跨中位移以及支座反力等,发现模拟结果与试验结果吻合良好,验证了细观数值分析模型在钢筋混凝土梁抗冲击性能模拟中运用的可行性。 展开更多

关键词 钢筋混凝土梁 三维细观数值模型 冲击荷载 率效应 冲击性能

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混凝土Ⅰ-型细观断裂模型及其在材料层次尺寸效应中的应用 被引量：10

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作者 李冬 金浏 +2 位作者 杜修力 刘晶波 段文会 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期48-61,共14页

混凝土材料的断裂破坏本质上是内部微细裂纹在荷载作用下不断萌生、扩展以及贯通的结果,断裂裂缝在细观层次上则是由砂浆裂缝、界面裂缝以及骨料裂缝3部分组合而成。文章基于细观力学和断裂力学基本理论,建立一类能够同时考虑细观裂缝... 混凝土材料的断裂破坏本质上是内部微细裂纹在荷载作用下不断萌生、扩展以及贯通的结果,断裂裂缝在细观层次上则是由砂浆裂缝、界面裂缝以及骨料裂缝3部分组合而成。文章基于细观力学和断裂力学基本理论,建立一类能够同时考虑细观裂缝在混凝土材料内部扩展过程中绕过骨料和穿透骨料发展的混凝土I-型细观断裂模型。与已有试验数据对比表明,文章模型能够有效预测混凝土断裂能等宏观力学参数随细观组分力学性能的变化规律。进而,基于建立的细观断裂模型,初步分析混凝土材料层次的强度尺寸效应,结果表明:当砂浆力学性能确定时,混凝土材料的名义强度与骨料强度和界面强度正相关;界面的力学性能能够显著影响混凝土材料名义强度等宏观力学参数随骨料尺寸的变化规律;高性能混凝土强度随骨料尺寸增大而增大,普通性能混凝土强度随骨料尺寸增大而减小。文章模型分析方法以期为基于性能设计的混凝土配合比研究奠定理论基础。 展开更多

关键词 混凝土 细观裂缝 扩展路径准则 断裂力学 细观力学 尺寸效应

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混凝土动态双轴拉压破坏准则细观数值模拟研究 被引量：12

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作者 金浏 李健 +1 位作者 余文轩 杜修力 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期800-809,共10页

正常服役期内的混凝土结构往往处于复杂应力状态,并且不可避免地会受到偶发动力载荷作用.对于复杂载荷作用下的混凝土力学性能研究,破坏准则是基础.受试验设备等条件限制,现有的动态双轴拉压破坏准则形式复杂、缺乏更高应变率和侧应力... 正常服役期内的混凝土结构往往处于复杂应力状态,并且不可避免地会受到偶发动力载荷作用.对于复杂载荷作用下的混凝土力学性能研究,破坏准则是基础.受试验设备等条件限制,现有的动态双轴拉压破坏准则形式复杂、缺乏更高应变率和侧应力比范围且尚未综合考虑应变率和侧应力比的耦合作用.为进一步提出适用范围更高且更准确的混凝土动态双轴拉压破坏准则,在细观尺度上建立了混凝土立方体三维随机数值模型,模拟了不同应变率和侧应力比下混凝土材料的动态双轴拉压破坏行为,分别讨论了应变率和侧应力比对混凝土破坏模式和动态双轴强度的影响,总结提出了混凝土动态双轴拉压破坏准则.研究结论如下:随应变率和侧应力比增大,混凝土试件内部损伤增多,裂纹数量增加.动态双轴拉压工况下,混凝土动态主轴压缩强度和侧轴拉伸强度均随应变率的增大而增大.随侧应力比增大,动态主轴压缩强度减小,而动态侧轴拉伸强度增大.本文提出的混凝土动态双轴拉压强度准则具有应变率和侧应力比适用范围大,形式精炼简洁,不再受物理试验条件限制和考虑了应变率和侧应力比的耦合作用等优点,并且该准则得到了不同角度的验证. 展开更多

关键词 混凝土 应变率 侧应力比 动态双轴载荷 拉压破坏准则

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混凝土双轴压缩强度尺寸效应机理 被引量：7

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作者 李冬 金浏 +1 位作者 杜修力 杜敏 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1190-1198,共9页

为了研究混凝土双轴强度尺寸效应产生的机理,考虑混凝土尺寸效应及其宏观力学非线性源于其材料组成的非均质性,结合混凝土细观结构形式,从细观角度将混凝土看作由骨料颗粒、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,建立了尺寸分别为150... 为了研究混凝土双轴强度尺寸效应产生的机理,考虑混凝土尺寸效应及其宏观力学非线性源于其材料组成的非均质性,结合混凝土细观结构形式,从细观角度将混凝土看作由骨料颗粒、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,建立了尺寸分别为150 mm×150 mm、300 mm×300 mm和600 mm×600 mm的数值混凝土试件.首先通过对150 mm×150 mm方形混凝土试件进行单轴压缩力学特性模拟,采用反演法确定了界面过渡区的力学参数,进而对双轴压缩加载下混凝土的破坏行为及其尺寸效应进行了分析.研究结果表明:1)损伤破坏形式随试件尺寸发生变化,试件最终破坏消耗的断裂能不同是导致混凝土双轴压缩强度产生尺寸效应的主要原因;2)混凝土单、双轴压缩强度均存在明显的尺寸效应行为,并且Bazant尺寸效应律能够较好地描述混凝土在单、双轴压缩加载下的强度尺寸效应. 展开更多

关键词 混凝土 双轴压缩强度 尺寸效应 细观破坏 数值模拟

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考虑尺寸影响的箍筋约束混凝土轴压本构模型 被引量：11

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作者 金浏 李平 杜修力 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第1期81-89,共9页

已有箍筋约束混凝土轴压本构关系模型大多未考虑尺寸效应的影响,或通过采用强度折减系数法来粗糙反映尺寸的影响。为研究大尺寸箍筋约束混凝土柱轴心受压性能及尺寸效应规律,根据已有箍筋约束混凝土圆柱和方柱轴压破坏试验结果,分析了... 已有箍筋约束混凝土轴压本构关系模型大多未考虑尺寸效应的影响,或通过采用强度折减系数法来粗糙反映尺寸的影响。为研究大尺寸箍筋约束混凝土柱轴心受压性能及尺寸效应规律,根据已有箍筋约束混凝土圆柱和方柱轴压破坏试验结果,分析了体积配箍率、箍筋形式(方箍及圆箍)及试件尺寸对箍筋约束混凝土应力-应变曲线的影响。考虑体积配箍率及箍筋形式的影响,建立了箍筋约束混凝土峰值应变尺寸效应公式,并结合前期箍筋约束混凝土名义轴压强度(峰值应力)尺寸效应公式,提出了可考虑尺寸影响的箍筋约束混凝土轴向压缩全应力-应变关系模型。与试验及模拟结果进行对比发现,建立的可考虑强度和峰值应变尺寸效应的本构关系与已有试验结果吻合较好,模型计算曲线与试验曲线接近。 展开更多

关键词 约束混凝土 箍筋 尺寸效应 压缩强度 应力-应变关系

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无腹筋RC悬臂梁抗剪强度及尺寸效应理论研究 被引量：6

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作者 金浏 王涛 杜修力 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期396-404,共9页

不同于混凝土材料,钢筋混凝土(RC)构件的破坏模式与机制更为复杂,采用混凝土材料尺寸效应理论难以描述构件的尺寸效应行为。我国相关规范中并没有系统考虑构件尺寸及纵筋率对RC梁抗剪承载力的影响。为研究剪跨比及纵筋率对无腹筋RC梁剪... 不同于混凝土材料,钢筋混凝土(RC)构件的破坏模式与机制更为复杂,采用混凝土材料尺寸效应理论难以描述构件的尺寸效应行为。我国相关规范中并没有系统考虑构件尺寸及纵筋率对RC梁抗剪承载力的影响。为研究剪跨比及纵筋率对无腹筋RC梁剪切破坏及抗剪强度尺寸效应的影响,采用三维细观数值模拟方法,建立了RC梁剪切破坏力学分析模型,研究了剪跨比及纵筋率对RC梁剪切破坏及抗剪强度尺寸效应的影响机制与规律。研究结果表明,RC梁抗剪强度表现出极为显著的尺寸效应现象;RC梁抗剪强度随剪跨比的增大而减小,随纵筋率的增大而增大;剪跨比较小时,纵筋率对抗剪强度的影响尤为显著。此外,基于Bazant材料层次尺寸效应律,提出了考虑剪跨比及纵筋率影响的RC梁抗剪强度尺寸效应理论公式。对比试验结果,验证了所提公式的准确性与合理性。 展开更多

关键词 剪跨比 纵筋率 抗剪强度 钢筋混凝土悬臂梁 尺寸效应

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骨料粒径对混凝土动态拉伸强度及尺寸效应影响分析 被引量：12

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作者 金浏 杨旺贤 +1 位作者 余文轩 杜修力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期24-34,共11页

骨料粒径是影响混凝土力学性能及破坏机理的重要因素。从细观角度出发,将混凝土看作由骨料颗粒、砂浆基质及界面过渡区组成的三相复合材料,考虑细观组分的应变率效应,建立了混凝土动态拉伸破坏行为研究的细观力学分析模型,模拟研究了不... 骨料粒径是影响混凝土力学性能及破坏机理的重要因素。从细观角度出发,将混凝土看作由骨料颗粒、砂浆基质及界面过渡区组成的三相复合材料,考虑细观组分的应变率效应,建立了混凝土动态拉伸破坏行为研究的细观力学分析模型,模拟研究了不同骨料粒径下混凝土动态拉伸破坏行为,并揭示了动态拉伸强度的尺寸效应规律。研究表明:低应变率下骨料不发生破坏,骨料粒径对混凝土动态拉伸破坏模式及拉伸强度影响显著,且拉伸强度的尺寸效应随骨料粒径的减小而削弱;高应变率下裂缝将贯穿骨料,骨料粒径的大小对混凝土动态拉伸强度及尺寸效应影响可忽略。最后,结合应变率效应的影响机制,建立了混凝土拉伸强度的"静动态统一"尺寸效应理论公式,该公式可以较好描述各骨料粒径下混凝土动态拉伸强度与试件尺寸的定量关系。 展开更多

关键词 混凝土 尺寸效应 骨料粒径 动态拉伸 细观模拟

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