用改良模型分析缺陷混凝土梁的动强度

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发布时间：2021-09-03

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用改良模型分析缺陷混凝土梁的动强度
覃源，柴军瑞，
(1．西安理工大学水利水电学院，西安710048；2．三峡
党发宁
大学土木水电学院，湖北宜昌443002)
摘要：改进了传统的数字混凝土建模方法，利用新方法建立了存在初始缺陷的混凝土梁三点弯数
值试验模型，随后对所建立的模型进行了3种工况的数值模拟。分析了初始缺陷的存在对混凝土
动强度的影响规律，结果显示：在加载初期，加载速率越高，初始缺陷对材料动强度的影响越明显，
但是在加载后期此影响减弱；当荷载达到材料的强度点时，不同的加栽速率下，初始缺陷对混凝土
材料动强度影响均不显著。通过与试验结果的对比，发现改进后的模型计算精度高于传统模型，计
算结果更加合理，在工程实际当中能够取代传统的数字混凝土模型。
关键词：混凝土；细观模型；数值模拟；初始缺陷；动强度；三点弯
中图分类号：TU528 文献标志码：A 文章编号：1674—4764(2012)04—0085—06
Num erical Analysis on the M odified M odel
to the Dynamic Strength of Defective Concrete Beam
QIN Yuan ，CHAI JUnruf ～，DANG Faning
College of Hydraulic and H ydropower Engineering，Xi'an University of Technology，Xi'an 710048，P．R．China；
College of Civil& Hydropower Engineering，Three Gorges University，Yichang 443002，Hubei，P．R．China)
Abstract：By im proving the traditional digital concrete m odeling method，the new defective concrete model
was established． Three cases w ere simulated based on this mode1． The influenee of initial defectiveness on
the dynamic strength was investigated． The result shows that：1)At initial stage，the influence of the
initial defectiveness on the dynamic strength becom es m ore obviously with the increasing of the loading
speed；2)Regardless of the same loading speed，the influence becomes less obviously when the load reaches
the strength point of the concrete；3)The simulation result is compared with the test result，and it is
deduced that the new model has higher computational accuracy and the result is more rational，and it can
take the place of the traditional digital concrete model in practice．
Key words：concrete；microscopic model；numerical simulation；initial defect；dynamic strength；three—point—
bending
混凝土大多由人工或者机器搅拌而成，其内部
存在天然的初始缺陷(裂缝、孔洞)不可避免。
多年来，很多学者对混凝土开展了大量的研究，
他们采用的研究方法大致分为2种：试验方法和数
值模拟方法。试验方面，Masahiko等口利用SIBIE
法检测了预应力混凝土模型未灌注均匀区域(即缺
陷区域)的分布。为了研究缺陷混凝土梁的开裂规
律，Sagar等将声发射技术应用到带有凹槽的三
点弯试验中(凹槽可看作外部缺陷)。周继凯等
则采用全数字化声发射系统采集了混凝土试验中，
从加载至最终破坏的声发射特征参数和波形，从声
发射试验方面得到了混凝土试件受力破坏时，其内
部的裂纹的变化规律。丁卫华等_6。将便携式加载
设备与CT技术相结合，成功获得了混凝土试件内