北京市重大项目(8100001)
- 作品数：9 被引量：171H指数：8
- 相关作者：杜修力金浏黄景琦杨贞军徐海滨更多>>
- 相关机构：北京工业大学浙江大学更多>>
- 发文基金：北京市重大项目国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程一般工业技术更多>>
- 混凝土材料宏观力学特性分析的细观单元等效化模型被引量：40
- 2012年
- 提出了一种混凝土材料宏观力学特性分析的新方法—细观单元等效化模型。该方法从描述混凝土材料的细观尺度入手,采用Monte Carlo法生成由骨料颗粒及砂浆基质组成的混凝土试件的随机骨料模型;然后,依据混凝土材料特征单元尺度来剖分有限元网格并投影到建立的随机骨料模型上,各细观单元的有效力学特性则采用复合材料等效化方法来确定。本文方法体现了材料非线性宏观力学特性源于其内在的不均匀性这一认识,而对不均匀性的描述则是以网格剖分是否影响其宏观力学特性为准则。因此,本文方法较其他细观力学方法最大的优点在于极大地减小了体系自由度数目(特别是对于三维问题),从而提高了计算效率。算例分析初步验证了本文方法的高效性。
- 杜修力金浏
- 关键词：混凝土力学特性
- 考虑孔隙及微裂纹影响的混凝土宏观力学特性研究被引量：31
- 2012年
- 混凝土是一种典型的多孔介质材料,孔隙分布错综复杂,孔径尺寸跨越微观尺度和宏观尺度,对混凝土弹性模量及强度等力学参数产生巨大影响。认为混凝土是由骨料、孔隙及砂浆基质组成的三相复合材料,采用Monte Carlo法将孔隙、微裂纹及微缺陷与骨料颗粒随机投放在砂浆基质中。根据三相球模型及中空圆柱形杆件模型得到含孔材料的有效力学性质,并推导得到含孔材料的等效本构模型。建立含孔隙混凝土试件的细观单元等效化力学模型,对二级配含孔隙混凝土试件在单轴拉伸及压缩条件下的反应进行了非线性分析。结果表明:孔隙、微裂纹的存在对混凝土宏观弹性模量、强度及残余强度等力学性质都有很大影响,在对混凝土宏观力学特性分析及研究混凝土损伤断裂时不应忽略其影响。
- 杜修力金浏
- 关键词：混凝土孔隙微裂纹
- 混凝土材料细观单元弹模非均匀统计特性研究被引量：23
- 2012年
- 假定混凝土是由骨料颗粒及砂浆基质组成的复合材料,基于Voigt并联模型对混凝土细观单元进行等效化,对单元的等效弹性模量进行统计分析。以Weibull分布为假设分布,采用图解法结合逐步回归优选法进行参数估计,探讨了混凝土细观单元弹性模量的分布形式,并根据Kolmogorov非参数检验,对假设分布进行了检验;对不同尺度下的细观单元弹性模量进行统计分析,并对骨料空间分布随机性的影响作了初步分析;最后对不同级配下混凝土材料的特征单元尺度问题进行了研究。结果表明:1)混凝土细观单元弹性模量的随机分布形式及参数具有尺度效应,且并不完全服从Weibull模型;2)混凝土细观单元弹性模量的变异性与尺度相关,随单元尺度的减小,变异性先随之增大后逐渐趋于稳定,它反映了混凝土材料细观不均匀程度存在一个合理的细观尺度表述的事实,对应于变异系数向平稳段过渡的拐点所对应的单元尺度称为特征尺度;3)二级、三级、四级配下混凝土材料的特征单元尺度分别为10mm、15mm和18mm;4)骨料空间分布的随机性对细观单元弹性模量随机分布特征影响可以忽略。
- 杜修力金浏
- 关键词：混凝土WEIBULL分布
- 孔隙率变化规律及其对混凝土变形过程的影响被引量：13
- 2013年
- 混凝土内部随机分布的微裂纹和孔洞等细观缺陷影响其破坏机理及宏观力学性能,且孔隙率随着外荷载的变化而不断变化。该文中将含缺陷(微裂纹、各种空隙等)混凝土复合材料简化为空心球力学模型,基于弹性力学理论推导并获得了混凝土当前孔隙率与材料初始孔隙率及体应变之间的定量关系;推导并得到了含孔隙混凝土的有效弹性模量、有效泊松比及峰值应变等与孔隙率的定量关系,进而得到了单轴加载条件下含孔隙混凝土细观单元的等效多折线本构关系模型。最后,采用细观单元等效化力学模型,研究了单轴加载(拉伸和压缩)情况下不同孔隙率混凝土材料的破坏过程及宏观力学性能,探讨了孔隙率变化规律及其对混凝土变形过程的影响。
- 金浏杜修力
- 关键词：混凝土孔隙孔隙率体应变细观破坏
- 基于预插黏性界面单元的Koyna重力坝强震破坏过程分析被引量：11
- 2014年
- 基于黏性裂缝模型理论,在实体单元中嵌入黏性界面单元(Cohesive Interface Elements),对Koyna重力坝的强震破坏过程进行了二维有限元模拟和分析,并与其它数值方法的结果进行了对比。结果表明,大坝的破坏开裂分布与Koyna大坝实际破坏情况及文献中的模型试验结果基本相符,说明黏性界面单元可以很好地模拟裂缝的断裂和扩展,验证了该方法的有效性。
- 徐海滨杜修力杨贞军
- 基于扩展有限元法的混凝土细观断裂破坏过程模拟被引量：25
- 2012年
- 扩展有限元法(XFEM)是分析不连续力学问题(特别是断裂问题)的一种有效的数值方法。在常规的有限元位移模式中,基于单位分解的思想加入一个跳跃函数和渐进缝尖位移场来对不连续体附近的节点自由度进行局部加强,从而反映了位移的不连续性。介绍了扩展有限元的基本原理,给出了扩展有限元进行混凝土开裂及裂纹扩展的分析方法,最后采用扩展有限元法模拟了湿筛混凝土单轴拉伸作用下及Winkler L-型混凝土板的细观断裂破坏过程。分析了混凝土裂纹萌生、扩展的过程及破坏形态,数值结果与实验结果吻合良好。研究表明:扩展有限元法通过特定的位移模式,使裂纹两侧不连续位移场的表达独立于网格划分,能有效地模拟混凝土材料细观断裂破坏过程。
- 杜修力金浏黄景琦
- 关键词：混凝土细观力学
- 用细观单元等效化方法模拟混凝土细观破坏被引量：7
- 2012年
- 从非连续介质力学角度出发,提出了1种能准确模拟混凝土断裂破坏过程的细观单元等效化方法,推导混凝土细观单元的等效力学行为并数值验证了其合理性。基于细观单元等效化模型,采用扩展有限元法对单轴拉伸条件下湿筛混凝土试件的裂纹扩展过程及宏观力学性能进行数值模拟,并与细观随机骨料模型结果进行对比。结果表明:与随机骨料模型相比,细观单元等效化模型大大减小了体系自由度,在较低计算量的情况下可以获得与之较吻合的裂纹扩展路径及宏观力学性能,充分展现了该力学模型的准确性和高效性。
- 杜修力金浏
- 关键词：混凝土
- 考虑过渡区界面影响的混凝土宏观力学性质研究被引量：26
- 2012年
- 混凝土材料的宏观力学特性及破坏机理由其细观组分来决定,界面过渡区是影响混凝土断裂破坏路径及宏观力学特性的重要因素。认为界面过渡区是区别于远处砂浆基质的一层含较高孔隙率的近场砂浆材料,采用"两步等效法"得到了混凝土细观单元的等效本构关系模型。最后基于细观单元等效化方法分析了在单轴拉伸、单轴压缩及弯拉载荷条件下混凝土试件的破坏过程及宏观力学性质,探讨了界面过渡区对混凝土力学特性的影响,并与随机骨料模型分析结果进行了对比。结果表明:界面相的存在对混凝土的弹性模量、强度及残余强度等力学性质有很大影响,在对混凝土宏观力学特性及细观断裂破坏过程进行研究时不可忽略其影响。
- 杜修力金浏
- 关键词：混凝土界面过渡区孔隙率力学特性
- 非均质混凝土材料破坏的三维细观数值模拟被引量：25
- 2013年
- 在随机骨料模型的基础上,采用特征单元尺度对网格进行剖分,建立了非均质混凝土材料损伤破坏及宏观力学特性研究的三维细观单元等效化模型。对单轴拉伸、单轴压缩条件下湿筛混凝土试件的破坏过程及宏观力学性能进行了模拟分析;研究了混凝土梁的三分点弯拉力学特性,并与平面模型结果作了对比。研究表明:1)与平面计算模型相比,三维模型更真实地模拟混凝土材料在外荷载作用下的损伤破坏过程,更准确的描述非均质混凝土材料的宏观力学性能,且与实验结果吻合;2)骨料空间分布形式基本不影响混凝土材料的宏观弹性模量及强度,但影响其破坏过程和破损路径;3)与随机骨料模型等细观力学方法相比,该方法具有高效性。
- 杜修力金浏
- 关键词：混凝土非均质力学性能
