腐蝕混凝土單軸受壓本構模型及其在混凝土構件力學性能分析中的應用.pdf

1、混凝土腐蝕是一個復雜的變化過程，其材料性能在腐蝕過程中發(fā)生了劣化。盡管混凝土在各種腐蝕介質(zhì)下的腐蝕機理已經(jīng)比較清楚，但是對腐蝕及腐蝕混凝土構件的力學性能的定量分析還需要進一步的研究。 本文在腐蝕混凝土試驗基礎上，應用損傷力學理論，結(jié)合已有的混凝土損傷本構模型，推導了一種腐蝕混凝土單軸受壓本構模型，并將該模型應用到腐蝕鋼筋混凝土構件的有限元分析中。本文主要做了以下幾個方面的工作： 1)總結(jié)了各種腐蝕介質(zhì)對鋼筋和混凝土的腐蝕

2、機理； 2)通過對腐蝕混凝土試驗數(shù)據(jù)的分析，引入反映腐蝕介質(zhì)和腐蝕時間的參數(shù)，推導了腐蝕混凝土的單軸損傷本構模型，并采用Matlab6.0擬和了試驗得出的腐蝕混凝土的應力－應變曲線，確定了腐蝕參數(shù)。 3)采用C++語言編制了可以考慮材料非線性的梁單元有限元程序，對高濃度海水腐蝕下的鋼筋混凝土構件進行了有限元分析。 混凝土受腐蝕后，單軸受壓應力－應變曲線的上升段分成了兩段，第一上升段的斜率遠小于第二上升段；與未腐蝕

3、混凝土相比，曲線下降段前部分變尖，后部分變平緩。腐蝕降低了混凝土的彈性模量、峰值應力，增加了混凝土的極限應變。本文建立了兩段式的腐蝕混凝土單軸受壓本構模型，與試驗數(shù)據(jù)比較符合。只要借助試驗或參考已有的試驗數(shù)據(jù)，確定相關的腐蝕參數(shù)，就可以建立腐蝕混凝土單軸受壓應力－應變曲線。在腐蝕鋼筋混凝土構件的有限元分析中，腐蝕混凝土本構模型比一般的混凝土本構模型更準確的反映混凝土腐蝕對構件力學性能的影響。隨著腐蝕程度的加深，受腐蝕混凝土本構模型對應的