混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展准则及扩展全过程的数值模拟  

Propagation criterion for mixed mode Ⅰ-Ⅱ crack propagation and numerical simulation of the whole propagation process

作　　者：吴智敏[1] 董伟[1] 许青[2] 

机构地区：[1]大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024 [2]大连理工大学土木水利学院,辽宁大连116024

出　　处：《水利学报》2009年第2期180-187,共8页Journal of Hydraulic Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50878036);辽宁省教育厅资助项目

摘　　要：本文基于从试验中得出的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝起裂时的临界KⅠ-KⅡ曲线,提出了Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的扩展准则,即由外荷载在裂缝尖端产生的应力强度因子与虚拟裂缝黏聚力产生的应力强度因子的差大于或等于起裂时的临界KⅠ-KⅡ曲线时裂缝扩展,在此基础上采用有限元法对混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的起裂、稳定扩展及失稳扩展全过程进行了数值模拟,并计算了试件高度分别为2003、00、400、5006、00mm混凝土四点剪切梁的裂缝扩展路径、荷载-剪切位移曲线,数值模拟结果与试验结果吻合良好。研究表明,只要从试验中测得混凝土材料的Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝起裂时的临界KⅠ-KⅡ曲线、抗拉强度及弹性模量,即可计算混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展全过程。A crack propagation criterion for mixed mode Ⅰ-Ⅱ fracture in concrete based on the initial cracking K_Ⅰ-K_Ⅱ curve,obtained from experiment,is proposed.It defines that the propagation of crack begins when the difference between the stress intensity factor at the crack tip caused by the external load and the stress intensity factor caused by the virtue cohesive force is equal to or higher than the critical K_Ⅰ-K_Ⅱ curve.On this basis,the FEM is applied to numerically simulate the whole process of initiation,s...

关 键 词：混凝土 Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝 有限元 扩展准则 数值模拟 

分 类 号：TU528[建筑科学—建筑技术科学]