混凝土劈裂试件断裂过程的数值模拟

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。     

混凝土Ⅰ型裂缝扩展的氯离子渗透特征

为了研究荷载作用下混凝土结构裂缝扩展过程中的氯离子侵蚀问题,更加准确地描述不同扩展阶段裂缝周边的氯离子侵蚀特征,依据混凝土断裂准则,采用ANSYS参数化设计语言APDL进行二次开发,自编程序模拟了混凝土小梁Ⅰ型断裂裂缝开展过程;在断裂分析的基础上通过参数等效,采用结构-热分析方法,基于体应变-损伤变量-氯离子扩散系数一一映射关系,实现了混凝土裂缝扩展过程中各个阶段氯离子侵蚀的数值分析. 结果表明:不同裂缝扩展阶段,三点弯曲混凝土小梁裂缝周边氯离子侵蚀结果与试验结果吻合,荷载作用下混凝土裂缝尖端氯离子侵蚀呈现加剧现象,在混凝土结构耐久性寿命分析中起决定性作用;双K断裂准则和基于损伤参数的氯离子扩散模型能够模拟混凝土开裂过程氯离子侵蚀问题.      

少筋混凝土梁三点弯曲断裂过程的数值模型

基于少筋混凝土结构的破坏原理,提出了混凝土裂纹处存在钢筋的力学分析模型,把钢筋对混凝土的作用力假想为一对集中力,钢筋位于混凝土弹性区时,认为钢筋与混凝土连为一体;当钢筋与混凝土裂纹相遇时,考虑钢筋与混凝土之间存在脱粘的部分段。同时根据直线形的混凝土拉应变软化曲线,在过程区各节点上设置无体积、无长度的虚拟弹簧,对少筋混凝土三点弯曲试件的断裂过程进行有限元数值分析。模拟了不同配筋率下少筋混凝土三点弯曲试件起裂、扩展、破坏的全过程,计算结果显示:配筋率对裂缝扩展有很大影响。     

水平荷载对沥青路面表面裂缝的影响

路面裂缝前缘应力强度因子是判断裂缝开裂扩展的重要指标,水平荷载对于表面裂缝的扩展有重要影响。应用有限元软件ANSYS,建立了20节点等参单元有限元模型,采用奇异单元,表面效应单元及断裂力学理论,对路面表面裂缝进行了数值分析,分析了考虑水平荷载与垂直荷载共同作用的情况下对于表面裂缝扩展的影响。计算结果能反映路面破坏的现象和规律,为分析荷载作用下路面表面裂缝的扩展提供依据。     

钢筋混凝土梁非线性薄层裂缝单元数值模拟研究

从混凝土开裂的机理出发,提出将薄层裂缝单元模型用于钢筋混凝土梁的裂缝分析,可以兼顾离散裂缝模型直观和分布裂缝模型力学模拟性能良好的双重效果,能够将裂缝的力学行为及其对结构的影响较直观、真实的反映出来。编制了较为完善的计算机软件,并进行了算例分析,利用科学计算的可视化技术得到了梁从开始加载到出现裂缝、裂缝扩展和构件破坏的全过程。     

基于XFEM的环氧沥青混凝土断裂行为研究

裂缝是钢桥面环氧沥青铺装层的主要病害,采用扩展有限元技术对不同温度下环氧沥青混合料断裂行为特性开展研究。结果表明:5℃可以用于作为环氧沥青混凝土断裂特性变化的关键温度;裂缝扩展速率随着温度升高而逐渐减小;裂缝扩展对于环氧沥青的应力状态影响显著;裂缝处的最大主应力在不同温度下变化趋势存在较大不同。     

沥青混凝土小梁断裂试验有限元模拟

文章使用内聚力模型模拟了沥青混凝土的小梁断裂试验,分析了试验过程中梁中间截面上的法向拉应力的分布、损伤规律和裂缝的形成与扩展情况。研究结果表明:在小梁断裂试验中,梁中间截面上法向拉应力在梁底端最大,向梁顶端逐渐减小;梁中间截面上损伤区域的损伤值随着荷载的增加而增加,并且损伤深度也逐渐增加;梁中间截面底端的损伤值达到1时,梁底端就会产生裂缝,而后裂缝向梁顶端扩展,扩展速率逐渐减小。     

混凝土相场断裂模拟——影响裂纹宽度的因素

混凝土的断裂特性对工程安全起着关键作用.相场断裂法能方便地模拟出裂纹的动态扩展过程,利用UEL和UMAT子程序,实现混凝土相场断裂的Abaqus二次开发,分析了单元尺寸和长度尺度参数对三点弯曲混凝土梁裂纹扩展宽度的影响.研究结果表明:当单元尺寸足够小时,裂纹宽度将不再受单元尺寸的影响,裂纹宽度随长度尺度参数减小而减小.     

随机场数值分析的伽辽金法

本文建立了随机场数值分析的摄动伽辽金法的基本列式，讨论了解的合理性并给出解的误差界。     

关于建立变分原理的变积方法探析

通过分析变积运算过程，指出变积法是伽辽金法的特定形式和深化，并探讨了变分原理和变分形式之间的联系。     

水泥砼路面面板开裂与断板的深层次原因分析

水泥砼路面柔度小,它的抵抗变形能力较差.所以,在水泥砼路面的使用过程中,容易产生路面板开裂或断板.本文从路面管理、施工、材料、设计、运营等方面,分析了导致水泥砼路面板产生裂缝与断板的原因.     

Dynamic Mechanical Properties of EPS Concrete Under Impact Loading

The finite element method(FEM) models of expanded polystyrene(EPS) concrete were established to study the relationships among dynamic damage, energy absorption and efficiency of buffering materials with varied flexible aggregate contents and impact speeds based on the existing split Hopkinson pressure bar(SHPB)experiments. Applied material indexes including damage degrees, crack rates and energy absorption capacities,and the dynamic responses of EPS concrete under impact loading were investigated. The results show that the failure types of these materials evolve from quasi-brittle destruction to flow-plastic destruction, the damage degree of EPS concrete increases with the enhancement of flexible aggregate content, and the peak of crack rate exists around the extreme point of shock velocities. The energy-absorption efficiency of EPS concrete increases nonlinearly when the EPS beads increase and the shock speed enhances, respectively.     

带裂缝混凝土材料力学分析的一种新方法

带裂缝混凝土的拉伸破坏机理比较复杂，尚无合适或简便的力学模型和研究方法。结合线弹性断裂力学性能，借鉴复合材料力学分析方法，建立一种有限子层剪滞模型，对于带裂缝混凝土试样受拉伸的破坏问题不失为一种有效的分析方法。     

基于XFEM的混凝土开裂数值模拟研究

扩展有限元法(XFEM)是近年来发展起来的分析不连续问题(特别是断裂问题)的一种有效方法。介绍了扩展有限元法的基本原理,给出了采用扩展有限元法进行混凝土开裂、裂纹扩展分析的方法,最后采用扩展有限元法模拟了含初始裂纹的混凝土试件和重力坝的开裂扩展过程,分析了其位移、应力场分布规律。算例表明扩展有限元法在进行断裂分析时克服了常规有限元法的缺点,避免了常规有限元法在分析断裂问题时繁琐的前处理过程,不需要裂纹面与有限元网格一致,不需要在裂缝周围布置高密度网格,模拟裂纹扩展过程时不需要不断地重新划分网格,展示了扩展有限元法在裂纹扩展分析中的独特优势。     

连续配筋混凝土路面早期裂缝

为了准确计算连续配筋混凝土路面早期裂缝的分布和发展规律,基于钢筋混凝土间粘结滑移的非线性本构关系,采用接触理论,建立了连续配筋混凝土路面在温度变化和混凝土干缩情况下的有限元刚度方程,得出了计算早期裂缝宽度和裂缝间距的有限元解。研究了混凝土抗拉强度、弹性模量的变化、施工季节、配筋率和钢筋直径等因素对连续配筋混凝土路面早期裂缝的影响。计算结果表明:混凝土抗拉强度与弹性模量随龄期的变化对连续配筋混凝土路面的早期裂缝在浇筑完成后28d内影响显著,随着龄期的增加逐渐趋于稳定,配筋率和配筋方式对早期裂缝的影响较大,为控制早期裂缝的发展,采用小直径多根数的配筋方式较为合理,且最好在秋季施工。     

连续箱梁跨中合龙段箱梁顶板纵向裂缝分析研究

针对某桥预应力混凝土连续箱梁中跨合龙段顶板出现的纵向裂缝,根据现场检查资料并采用空间有限元分析方法进行了研究。研究结果表明,产生混凝土顶板纵向裂缝的主要原因是设计上对箱梁温度梯度和车辆轮载作用考虑不足,导致箱梁顶板产生的混凝土横向正应力超过其抗拉标准强所致。     

寒冷地区桥面铺装防水体系的研究与应用

针对寒冷地区混凝土桥面沥青铺装早期破坏:低温开裂、冻融破坏、桥面防水粘结、界面处理等问题,通过对浇注式沥青混凝土和桥面防水粘结材料以及不同结构组合的研究,探索国道203线松原-肇源特大桥桥面铺装最佳防水体系组合。     

无粘结预应力混凝土结构非线性数值分析

基于弹塑性理论,对无粘结预应力混凝土结构的非线性数值分析进行了探讨,分析了结构的材料非线性,并考虑了材料的强化作用和混凝土裂缝等因素。根据无粘结预应力混凝土结构的受力特性,考虑无粘结预应力筋与混凝土的相互作用,建立了有限元计算模型,并基于ANSYS有限元分析系统,对所建立的模型进行了全过程仿真计算,从而达到考察结构性能的目的。     

Fiber concrete under temperature drop load with stochastic FEM

Plain concrete plate and fiber concrete plate subjected to temperature drop load were analyzed on stochastic finite element method （FEM）. It is found that fibers can enhance concrete ability to resist temperature drop load for improving concrete＇s fracture energy and deferring the crack process. It is found for concrete not to improve apparently its tensile strength and fracture energy is recommended to be its appraisal parameter.