文档介绍：大连理工大学
博士学位论文
混凝土率型本构模型及其在拱坝动力分析中的应用
姓名:肖诗云
申请学位级别:博士
专业:水工结构工程
指导教师:林皋
20020501
摘要本文在分析高拱坝特点的基础上,对混凝土进行了动力抗拉抗压试验,研究了应变率对混凝土动态抗拉抗压强度特性的影响,给出了混凝土动态抗拉抗压强度增量与应变率对数之间的拟合公式;分析了应变率对混凝土弹性模量、峰值应力时的应变、泊松比和混凝本文在分析试验的基础上,根据一致粘塑性本构模型的概念,,从数值算例的结果可以看出:在结构的本文计算了溪洛渡拱坝线弹性模型、率无关和率相关模型、⒊醪教教至擞Ρ渎识怨鞍拥卣鸱从Φ挠计算结果为拱坝的设计和拱坝抗震安全性评价提供了参考。本文对混凝土进行了动态抗拉抗压试验,并根据试验结果,建立了混凝土一致粘塑性模型和一致粘塑性—问P停詈蠖韵B宥晒鞍咏卸非线性地震反应分析,探讨了应变率对高拱坝地震反应的影响。土吸能能力的影响。在分析混凝土静动力本构模型的基础上,着重分析了混凝土的屈服强度与混凝土内变量苄杂Ρ浠蛩苄杂Ρ涔以及混凝±的动态抗拉抗压强度增量与内变量的变化率之间的关系,为建立混凝土的动态本构模型打下了基础;同时,也研究了湿度条件对混凝土应变率与混凝土动态抗拉抗压强度及动态变形特性关系的影响。建立了一致粘塑性P秃鸵恢抡乘苄訵甒问P停⒂胧验结果进行了比较,结果表明模型能够较好地反映混凝土在单轴情况下的动力特性,同时响应中,考虑了应变率的影响后,混凝土的变形及应力大小与分布发生了较大的变化,因此,应变率对混凝土结构的影响是一个不容忽视的因素。响,计算结果表明拱坝在地震反应过程中,拉应力成为拱坝设计的控制应力,考虑应变率的影响后,拱坝抗拉强度和拉应力都得到了提高:而由于拱坝具有较高抗压能力,压应力没有达到屈服,因而应变率对其影响甚微。同时,考虑到应变率的影响后,结构的总应变和总应变率没有发生明显的变化,但是塑性应变和塑性应变率发生了较大的变化。本文的关键词:混凝土;应变率;抗拉强度;抗压强度;动态特性;内变量;湿度:一致粘塑性率相关;拱坝;非线性:地震反应
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第一章绪论§前言率则达到痵以上㈣。由于混凝土是率敏感材料,因而混凝土结构的强度、刚度、延性土木工程中,各种混凝土结构在其工作过程中除了承受静荷载外,都不可避免地遭遇到动荷载的作用,如高层建筑、桥梁要承受风荷载的作用,水坝要承受动水压力,海洋平每时每刻都作用在结构上,但由于它们的不可预知性及其对结构的破坏性。这些荷载往往成为控制结构设计的重要因素。因此对高层建筑、桥梁、拱坝、海洋平台、核电站等一系列重要建筑物及构筑物进行动力分析是十分重要的,也是必不可少的。国水利资源丰富的长江中上游和澜沧江流域等西南地区。其中小湾拱坝的设计高度为研究是必不可少的。在以往对拱坝进行动力分析时,大部分只考虑拱坝的线弹性反应,随还很少,能够运用到计算中的混凝土动力本构模型更是少见,因此,如何根据拱坝本身的特点,研究混凝土的动态本构模型,研究高拱坝在地震荷载作用下的反应,为高拱坝的设混凝土结构所遭遇到的荷载的应变率变化很大,如蠕变的应变率低于】疭,地震荷载作用下应变率约为疭./寤骱稍赜Ρ渎试嘉//ê稍刈饔孟碌挠Ρ件进行混凝士动力试验,提出了地震荷载作用下混凝土的抗拉强度与静载作用抗压强度之间的经验公式,认为混凝土的动态抗拉强度较静态强度提高约%,还认为考虑到接近极限强度时断面内应力分布的非线性影响,建议将设计应力在此基础上进一步提高%。这台要受到海浪的冲击,各种结构都可能要遭遇到地震荷载的作用。虽然,这些荷载并不是随着国民经济的飞速发展,以小湾、溪洛渡为代表的一批级高拱坝将建设在我米,溪洛渡拱坝为祝J澜缰睢P⊥骞鞍雍拖B宥晒鞍泳ㄉ柙度强震区,其瓿礁怕饰%的设计地震加速度分别达到.,因此对它们进行抗震着试验技术、计算方法及计算机的飞速发展,对拱坝进行非线性分析已经成为拱坝抗震研究的发展趋势。从现阶段来看,在拱坝地震响应分析中,对分缝拱坝中缝的接触非线性分析【凸鞍樱鼗馑嗷プ饔梅窍咝訹糠治鼋械媒隙啵嵌曰炷敛牧咸匦匝芯计和合理评价高拱坝的抗震性能提供有力的依据,是一项十分必要而且很重要的工作。虼嘈都要受到加载速率的影响。显然,此时仍用混凝土的静态力学参数进行计算会产生很大的误差。对于混凝土坝来说,同样也不能用静态力学参数来进行混凝土坝的抗震设计和抗震安全性评价。美国垦务局的】对西方炷涟幼昕兹⊙竦玫氖
§混凝土动态本构试验研究概况和某晒颐欠⑾滞敲拦盐窬