混凝土徐变损伤模型剖析
ABAQUS_混凝土损伤塑性模型_损伤因子
混凝土损伤因子的定义BY lizhenxian271 损伤因子的定义损伤理论最早是1958年Kachanov提出来用于研究金属徐变的。
所谓损伤，是指在各种加载条件下，材料内凝聚力的进展性减弱，并导致体积单元破坏的现象，是受载材料由于微缺陷(微裂纹和微孔洞)的产生和发展而引起的逐步劣化。
损伤一般被作为一种“劣化因素”而结合到弹性、塑性和粘塑性介质中去。
由于损伤的发展和材料结构的某种不可逆变化，因而不同的学者采用了不同的损伤定义。
一般来说，按使用的基准可将损伤分为:(1) 微观基准量1,空隙的数目、长度、面积、体积;2空隙的形状、排列、由取向所决定的有效面积。
(2) 宏观基准量1、弹性常数、屈服应力、拉伸强度、延伸率。
2、密度、电阻、超声波波速、声发射。
对于第一类基准量，不能直接与宏观力学量建立物性关系，所以用它来定义损伤变量的时候，需要对它做出一定的宏观尺度下的统计处理(如平均、求和等)。
对于第二类基准量，一般总是采用那些对损伤过程比较敏感，在实验室里易于测量的量，作为损伤变量的依据。
由于微裂纹和微孔洞的存在，微缺陷所导致的微应力集中以及缺陷的相互作用，有效承载面积由A减小为A’。
如假定这些微裂纹和微孔洞在空间各个方向均匀分布，A’与法向无关，这时可定义各向同性损伤变量D为D= ( A- A’ )/ A事实上，微缺陷的取向、分布及演化与受载方向密切相关，因此材料损伤实际上是各向异性的。
为描述损伤的各向异性，可采用张量形式来定义。
损伤表征了材损伤是一个非负的因子，同时由于这一力学性能的不可逆性，必然有0dDdt≥ 2有效应力定义Cauchy 有效应力张量'σ''//(1)A A D σσσ==-一般情况下，存在于物体内的损伤(微裂纹、空洞)是有方向性的。
当损伤变量与受力面法向相关时，是为各向异性损伤;当损伤变量与法向无关时，为各向异性损伤。
这时的损伤变量是一标量。
3等效性假设损伤演化方程推导一般使用两种等效性假设，一种是应变等效性假设，另一种是能量等效性假设。
ABAQUS-混凝土损伤塑性模型-损伤因子
混凝土损伤因子的定义BY lizhenxian271 损伤因子的定义损伤理论最早是1958年Kachanov提出来用于研究金属徐变的。
所谓损伤，是指在各种加载条件下，材料内凝聚力的进展性减弱，并导致体积单元破坏的现象，是受载材料由于微缺陷(微裂纹和微孔洞)的产生和发展而引起的逐步劣化。
损伤一般被作为一种“劣化因素”而结合到弹性、塑性和粘塑性介质中去。
由于损伤的发展和材料结构的某种不可逆变化，因而不同的学者采用了不同的损伤定义。
一般来说，按使用的基准可将损伤分为:(1) 微观基准量1,空隙的数目、长度、面积、体积;2空隙的形状、排列、由取向所决定的有效面积。
(2) 宏观基准量1、弹性常数、屈服应力、拉伸强度、延伸率。
2、密度、电阻、超声波波速、声发射。
对于第一类基准量，不能直接与宏观力学量建立物性关系，所以用它来定义损伤变量的时候，需要对它做出一定的宏观尺度下的统计处理(如平均、求和等)。
对于第二类基准量，一般总是采用那些对损伤过程比较敏感，在实验室里易于测量的量，作为损伤变量的依据。
由于微裂纹和微孔洞的存在，微缺陷所导致的微应力集中以及缺陷的相互作用，有效承载面积由A减小为A’。
如假定这些微裂纹和微孔洞在空间各个方向均匀分布，A’与法向无关，这时可定义各向同性损伤变量D为D= ( A- A’ )/ A事实上，微缺陷的取向、分布及演化与受载方向密切相关，因此材料损伤实际上是各向异性的。
为描述损伤的各向异性，可采用张量形式来定义。
损伤表征了材损伤是一个非负的因子，同时由于这一力学性能的不可逆性，必然有2有效应力定义Cauchy 有效应力张量'σ一般情况下，存在于物体内的损伤(微裂纹、空洞)是有方向性的。
当损伤变量与受力面法向相关时，是为各向异性损伤;当损伤变量与法向无关时，为各向异性损伤。
这时的损伤变量是一标量。
3等效性假设损伤演化方程推导一般使用两种等效性假设，一种是应变等效性假设，另一种是能量等效性假设。
关于预应力混凝土收缩徐变损失的分析与讨论
关于预应力混凝土收缩徐变损失的分析与讨论在工程实践过程中，由于混凝土的抗拉性能很差,便使得钢筋混凝土存在着两个无法解决的问题:一是在使用荷载作用下,钢筋混凝土受拉,受弯等构件通常是带裂缝工作的； 二是从保证结构耐久性出发,必须限制裂缝宽度.为了要满足变形和裂缝控制的要求,则需增大构件的截面尺寸和用钢量,这将导致自重过大,使钢筋混凝土结构用于大跨度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济.于是我们便经常在工程实践中预应预应力这一工程工艺：在结构构件承受外荷载之前,对受拉混凝土施加预压应力。
这样不但可以提高构件的刚度,推裂缝出现的时间,增加构件的耐久性，而且对于机械结构来说，是结构内部预先产生压应力，还可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形在结构构件承受外荷载之中对结构所造成的破坏。
但是由于受施工状况、材料性能和环境条件等因素的影响，预应力结构中预应力钢筋的预拉应力在施工和使用过程中将会逐渐减少。
于是我们在实际应用预应力这一施工工艺时，我们便不可避免的面临着结构预应力损失这一问题。
一般说来，由于施工工艺的不同，预应力损失的原因也不同。
对于先张法预应力混凝土构件，预应力会发生的损失有：温差损失，弹性压缩损失，钢筋松弛损失以及混凝土收缩徐变损失。
对于后张法构件，会发生的预应力损失有：摩阻损失，锚具损失，预应力钢筋分批张拉损失，钢筋松弛损失和混凝土徐变损失。
在此，我们小组将着重对预应力混凝土的收缩，以及后天的徐变作用下产生的预应力损失进行讨论。
陈磊 050688混凝土的变形收缩混凝土在凝结硬化过程和凝结硬化以后，均将产生一定量的体积变形。
主要包括化学收缩、干湿变形、自收缩、温度变形及荷载作用下的变形。
1. 化学收缩由于水泥水化产物的体积小于反应前水泥和水的总体积，从而使混凝土出现体积收缩。
这种由水泥水化和凝结硬化而产生的自身体积减缩，称为化学收缩。
其收缩值随混凝土龄期的增加而增大，大致与时间的对数成正比，亦即早期收缩大，后期收缩小。
基于多尺度模型的混凝土损伤累积分析
基于多尺度模型的混凝土损伤累积分析一、绪论混凝土是一种广泛使用的建筑材料，但其受力性能和耐久性能随着时间的推移会发生变化，这使得混凝土结构的安全性能成为了一个重要的问题。
混凝土的损伤累积分析是研究混凝土受力性能和耐久性能变化的一个重要方法。
本文将介绍基于多尺度模型的混凝土损伤累积分析。
二、混凝土损伤累积分析概述混凝土的损伤累积是指在受力作用下，混凝土内部的微观损伤逐渐积累，最终导致宏观破坏的过程。
混凝土的损伤累积包括塑性变形、微裂缝、渗透、碳化、腐蚀等多种因素。
混凝土损伤累积分析是通过建立混凝土损伤模型，对混凝土结构在使用过程中的损伤进行预测和评估的一种方法。
三、多尺度模型的概述多尺度模型是一种多层次、多尺度的模型，可以描述物质在不同尺度下的性质和行为。
在混凝土的损伤累积分析中，多尺度模型可以将混凝土从宏观到微观的结构分层次地进行建模，从而提高模型的准确性和可靠性。
四、多尺度模型的建立1. 宏观层次的模型建立宏观层次的模型建立是对整个混凝土结构进行建模，包括结构的几何形状、材料的力学性质、边界条件等。
在宏观层次的模型建立中，可以采用有限元方法进行建模。
2. 中观层次的模型建立中观层次的模型建立是对混凝土内部的孔隙、骨料、水泥基体等进行建模。
在中观层次的模型建立中，可以采用离散元方法进行建模。
3. 微观层次的模型建立微观层次的模型建立是对混凝土内部的微观结构进行建模，包括水泥凝胶、石英颗粒、孔隙等。
在微观层次的模型建立中，可以采用分子动力学方法进行建模。
五、多尺度模型的应用多尺度模型可以对混凝土结构在使用过程中的损伤进行预测和评估。
通过多尺度模型，可以得到混凝土结构在不同尺度下的损伤情况，进而分析混凝土结构的破坏机理、破坏模式和破坏时间。
六、结论基于多尺度模型的混凝土损伤累积分析是一种有效的方法，可以提高混凝土结构的设计和维护的可靠性。
多尺度模型可以对混凝土结构在不同尺度下的损伤进行分析，从而更加全面地了解混凝土的损伤累积过程。
混凝土收缩徐变效应预测模型分析
Ｂ （ ｆ ｏ ） ＝１ ６ ． ７ ６ ／ 、 ｆ ｆ ｃ ；
卢 （ ｔ ０ ）＝１ ／ （ ｏ ． １ ＋＃ ０ ‘ ） ； Ｉ ￣ ） Ｒ Ｈ － ＂ ・ ＋ （ １ ）
在 长时间 内都影 响着 桥梁的结构 ， 同时 也在很大 程度上 和桥梁 结 构 的形式 、 构 造的截面和施工 的方 法有密切 的关系 。 混凝土发生徐 变是 说在应力恒定 的状况 下 ， 应 变变 化随 时间
） ＝ ［
Ｃ Ｅ Ｂ — Ｆ Ｉ Ｐ ， Ａ Ｃ Ｉ ２ ０ ９ ， Ｇ Ｌ ２ ０ ０ ０， Ｊ Ｔ Ｊ ８ ５以及 Ｊ Ｔ Ｇ Ｄ ６ ２ — ２ ０ ０ ４等。这些 模 型的提 出都是基 于 实验数 据 上 的经验公 式 。但 是实 验室 的研 究 有着 其 固有 的局 限性 ， 同时其研 究 的重 点也 大不相 同。这就使 得 具 有实验室数据 的预测模型 ， 能否可 以使 用在现 场工程 结构 的预 ２ ） 环境 温度在 ５℃一 ３ ０℃之间 ； ３ ） 环境相对 湿度在 ４ ０ ％一 １ ０ ０ ％之 间。 Ｃ Ｅ Ｂ — Ｆ Ｉ Ｐ （ １ ９ ９ ０ ） 模 型的徐变函数如下 ：
测中， 需要进 行深入 的探讨 。本文 就几种 常见 的模 型进 行对 比分
析， 并 在 此 基 础 上 对 混 凝 土 的 收 缩 徐 变 的 变 化 原 因 进 行 探讨 － 引。
１ 混凝 土 的收 缩 徐变 的基 本原 理
混凝土所表现 出的收缩徐变是 由混凝土 自身 特点决定 的 ， 也
前的研究 中 ， 有不少 的实 例 表 明， 混凝 土 的收缩 徐变 在很 大程 度 行 预测的主要形式。随着相关领域研究 的进行 ， 各 种混 凝土 的收
混凝土损伤本构原理
混凝土损伤本构原理一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑工程和基础设施建设的材料，其力学行为的研究对于保证工程结构的安全和可靠具有重要意义。
混凝土材料在使用过程中不可避免地会受到各种外力的作用，从而导致不同程度的损伤。
因此，混凝土损伤本构原理的研究对于深入了解混凝土的力学特性和损伤行为具有重要意义。
二、混凝土的损伤机理混凝土的损伤机理包括两种类型的损伤：微观损伤和宏观损伤。
微观损伤是指混凝土内部的裂缝、毛细孔等缺陷，这些缺陷会导致混凝土的力学性能下降。
宏观损伤是指混凝土整体受到外力作用后出现的裂缝、断裂等破坏形态，这些破坏形态会导致结构的破坏。
混凝土的微观损伤主要包括以下几个方面：1.混凝土的毛细孔是混凝土内部的缺陷之一，其形成与水泥水化反应过程中的蒸发和水泥颗粒内部的饱和度有关。
毛细孔的存在会影响混凝土的力学性能，如弹性模量、抗压强度等。
2.混凝土中的微裂缝是混凝土内部的另一个缺陷，其形成与混凝土的物理性质有关。
微裂缝的存在会降低混凝土的抗拉强度和韧性。
3.混凝土在受到外力作用时，可能会出现局部压缩和剪切变形，这种变形会导致混凝土内部的微裂缝扩展，进而形成新的微裂缝，最终导致混凝土的破坏。
混凝土的宏观损伤主要包括以下几个方面：1.混凝土受到外力作用时，可能会出现局部裂缝，这些裂缝会随着外力作用的增加而扩展，最终导致混凝土的破坏。
2.混凝土的内部缺陷会导致混凝土的力学性能下降，从而降低其抗力水平，当受到超过其承受力的外力作用时，混凝土会发生宏观破坏。
三、混凝土的损伤本构原理损伤本构理论是描述材料本构关系的一种理论模型，混凝土的损伤本构原理是基于混凝土的损伤机理建立的。
1.混凝土的弹性本构关系混凝土的弹性本构关系可以用胡克定律描述，即应力与应变之间的关系是线性的，其中弹性模量是一个固定的常数。
当混凝土受到外力作用时，其应变与应力的关系可以用以下公式表示：σ=Eε其中，σ是混凝土的应力，E是混凝土的弹性模量，ε是混凝土的应变。
混凝土收缩徐变效应预测模型及影响因素
混凝土收缩徐变效应预测模型及影响因素混凝土收缩徐变效应是指在混凝土硬化过程中，由于内部水分蒸发和水化反应引起的体积收缩和应力松弛，从而导致混凝土结构变形的现象。
这种变形会影响混凝土的强度和耐久性，因此对混凝土收缩徐变效应进行预测和控制具有重要意义。
基于试验的经验公式模型是通过大量的试验数据建立的经验公式来预测混凝土的收缩和徐变效应。
这些公式通常包括一些基本参数，如混凝土的水泥用量、配合比、龄期等，并且经过实际工程的验证。
但是这种模型的精度较低，不能考虑到混凝土材料和环境参数之间的复杂相互作用。
基于理论的物理模型是通过混凝土的物理性质和力学行为建立的数学模型来预测混凝土的收缩和徐变效应。
这种模型通常基于基本原理和理论，如弹性力学、塑性力学和损伤力学等，然后通过实验数据进行参数拟合。
相对于经验公式模型，基于理论的物理模型更能够考虑到混凝土材料和环境参数之间的复杂相互作用，提高了预测的精度。
基于数值模拟的计算模型是通过数值方法对混凝土的收缩和徐变效应进行建模和计算。
这种模型通常基于有限元法或其他数学方法，将混凝土的力学行为和物理性质表示为方程组，并通过迭代求解来得到混凝土结构的变形量。
数值模拟模型具有较高的精度和灵活性，可以考虑到各种材料和环境参数的影响。
影响混凝土收缩徐变效应的因素非常多，主要可以分为以下几个方面：1.混凝土材料因素：包括水胶比、水化热、水灰比、骨料种类和含水率等。
水胶比越大，混凝土的收缩徐变效应越大；水化热也会引起混凝土的收缩；骨料种类和含水率会影响混凝土的收缩和徐变。
2.环境湿度：混凝土在不同的环境湿度下会有不同的收缩和徐变效应。
低湿度环境下，混凝土的收缩徐变效应较大；高湿度环境下，混凝土的收缩徐变效应较小。
3.温度变化：混凝土在温度变化下会发生体积变化，从而导致收缩徐变效应。
温度越高，混凝土的收缩徐变效应越大。
4.结构应力：混凝土结构的应力状态直接影响混凝土的收缩和徐变效应。
在外加应力的作用下，混凝土的收缩和徐变效应会增加。
混凝土损伤演化模型研究
混凝土损伤演化模型研究一、研究背景及意义混凝土结构在使用过程中会受到各种外力的作用，从而出现不同程度的损伤。
因此，混凝土损伤演化模型的研究对于工程实践具有重要意义。
混凝土损伤演化模型是指通过建立数学模型来描述混凝土在受力过程中的物理本质和损伤演化规律。
混凝土损伤演化模型的研究可以为混凝土结构的设计、施工、养护和维修提供理论依据，也可以为混凝土结构的健康监测和评估提供技术支持。
二、混凝土损伤演化模型的分类混凝土损伤演化模型可以分为宏观模型和微观模型两大类。
宏观模型是基于连续介质力学原理建立的模型，主要研究混凝土结构的整体力学性能和损伤演化规律。
宏观模型可以分为本构模型和损伤本构模型两种。
微观模型是基于混凝土微观结构和材料力学原理建立的模型，主要研究混凝土结构的微观力学性能和损伤演化规律。
三、本构模型本构模型是指在宏观层次上建立的反映混凝土力学性能的数学模型。
本构模型是建立混凝土损伤演化模型的基础。
本构模型可以分为线性本构模型和非线性本构模型两种。
1. 线性本构模型线性本构模型是指混凝土在受力过程中，应力与应变之间的关系是线性的数学关系。
线性本构模型适用于混凝土在小应变范围内的力学性能研究。
线性本构模型的基本假设是混凝土的弹性模量是恒定的，混凝土的应力应变关系是线性的。
2. 非线性本构模型非线性本构模型是指混凝土在受力过程中，应力与应变之间的关系是非线性的数学关系。
非线性本构模型适用于混凝土在大应变范围内的力学性能研究。
非线性本构模型的建立需要考虑混凝土的各种非线性因素，如弯曲、剪切、扭转、压缩、拉伸等。
非线性本构模型可以进一步分为弹塑性本构模型和本构模型两种。
四、损伤本构模型损伤本构模型是指在宏观层次上建立的反映混凝土损伤演化规律的数学模型。
损伤本构模型是建立混凝土损伤演化模型的关键。
损伤本构模型可以分为线性损伤本构模型和非线性损伤本构模型两种。
1. 线性损伤本构模型线性损伤本构模型是指混凝土在受力过程中，损伤与应力之间的关系是线性的数学关系。
混凝土的收缩徐变分析
混凝土的收缩徐变Q：这两个概念其实应该分开理解，但是由于平时总是放在一起念。
所以有时候容易混淆二者差别。
徐变概念：在长期荷载作用下，混凝土的变形随时间而不断增大的的现象。
产生徐变的原因还没有定论，通常情况下可那么理解：1.混凝土内部的水泥凝胶体在外荷载作用下产生粘性流动，把压力传递给集料，使集料的变形逐渐增大，而导致混凝土的变形。
（应力较小是占主要作用）2.混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下逐渐放大，形成宏裂缝。
而导致混凝土变形。
（应力较大时占主要作用）影响混凝土徐变的主要因素：1.长期作用应力的大小。
2.受荷时混凝土的龄期（硬化强度）。
受荷时混凝土龄期越短，混凝土中尚未完全结硬的水泥胶体越多导致徐变越大。
因此混凝土过早的受荷（即过早的拆除底板）对混凝土是不利的。
影响徐变其他因素：1.混凝土组成。
水灰比越大，水泥用量越多，徐变越大。
2.外部环境。
养护温度越高，湿度越大，水泥水化作用越充分，徐变越小。
3.构件的体积与表面积。
与水分的逸发有关。
收缩概念：混凝土在空气中结硬时，体积会缩小。
收缩比膨胀要大得多，所以一般只考虑收缩。
产生收缩的原因：1.水泥凝胶体本身体积减小（干缩） 2.混凝土失水（湿缩）影响收缩主要因素：混凝土内部组成跟外部环境。
收缩应力机理：混凝土收缩导致体积有减小的趋势，但是结构约束会限制这个趋势。
因此当自由收缩受到限制的时候，混凝土会产生拉应力。
在钢混结构中，收缩会使钢筋产生压应力，混凝土产生拉应力。
如果结构截面配筋过多，有可能会导致收缩裂缝。
在预应力混凝土结构中，收缩会导致预应力失效。
得出结论：1.徐变于桥梁结构使用阶段的外部荷载作用情况密切相关。
外荷载产生的应力的大小将直接影响徐变的大小。
由于桥梁在运行阶段所受到的应力一般大于0.5fc。
所以结构徐变与应力呈非线形变化，因此徐变的问题属于非线形问题。
2.外荷载对徐变影响占主导作用，因此可近似理解为没有外荷载即不考虑徐变影响。
而显然这种假设是不可能成立的。
混凝土损伤本构模型
混凝土损伤本构模型引言混凝土是一种常见的建筑材料，其在结构工程中的应用广泛。
然而，由于外界环境、荷载作用以及材料本身的缺陷等因素，混凝土结构往往会发生各种损伤。
为了预测和分析混凝土结构的性能，研究人员发展了各种混凝土损伤本构模型。
混凝土损伤本构模型是一种描述混凝土损伤与载荷响应之间关系的数学模型。
通过建立损伤本构模型，可以有效地预测混凝土结构在不同荷载下的应力应变行为，并评估结构的安全性和耐久性。
混凝土损伤机理混凝土的损伤可以表现为裂缝的形成和扩展。
主要的损伤机理包括：拉伸损伤、压缩损伤、剪切损伤和弯曲损伤等。
这些损伤机理导致混凝土的强度和刚度下降，影响结构的整体性能。
混凝土的拉伸损伤是由于应力超过其拉伸强度导致的。
拉伸损伤可分为初始裂缝的形成和裂缝扩展两个阶段。
初始裂缝形成阶段主要受到混凝土的弯曲和压力影响，而裂缝扩展阶段则受到拉伸应力集中作用。
混凝土的压缩损伤是由于应力超过其压缩强度导致的。
压缩损伤通常以体积收缩和裂缝的形式出现。
混凝土的剪切损伤是由于应力超过其剪切强度导致的。
剪切损伤主要通过剪切裂缝的形成和扩展来表现。
混凝土的弯曲损伤是由于应力超过其弯曲强度导致的。
弯曲损伤通常以裂缝的形式出现。
混凝土损伤本构模型的分类根据混凝土损伤本构模型的解析方法，可将其分为经验模型和力学模型两大类。
经验模型是基于实验数据和经验法则建立的模型，是一种常用的损伤本构模型。
经验模型通常通过试验数据拟合得到，具有一定的简化和适用范围，可用于预测混凝土在一定加载条件下的损伤演化。
力学模型是基于物理力学原理建立的模型，具有更高的准确性和适用性。
力学模型通常采用连续介质力学和断裂力学理论，考虑不同损伤机制的相互作用，能够对混凝土结构在复杂荷载下的损伤行为做出较为准确的预测。
混凝土损伤本构模型的建立方法混凝土损伤本构模型的建立方法主要包括试验法、数值模拟和解析法。
试验法是通过对混凝土试件进行拉伸、压缩、剪切、弯曲等不同加载试验，获得试验数据，然后利用数据拟合方法建立本构模型。
研究钢筋混凝土的损伤预测模型
研究钢筋混凝土的损伤预测模型钢筋混凝土是现代建筑中使用最广泛的一种建筑材料，具有承载能力强、耐久性好等优点，但在长期使用过程中也会面临着损伤和磨损的问题。
因此，研究钢筋混凝土的损伤预测模型很有必要，可以帮助我们更好地了解材料的性能，预测可能出现的故障，并采取相应的维修和保养措施，确保建筑的安全和可靠性。
1. 钢筋混凝土损伤的形式和原因钢筋混凝土的损伤形式有很多种，主要包括表面龟裂、裂缝、脱落等。
这些损伤形式的产生原因也各不相同，有的是由外力或环境因素引起的，如机械载荷、高温、冷冻等；有的则是由材料自身的缺陷或老化引起的，如微裂缝、腐蚀等。
在实际情况中，钢筋混凝土损伤往往是多种因素共同作用的结果，因此需要综合考虑各种因素，才能进行准确的损伤预测和评估。
2. 常用的钢筋混凝土损伤预测模型目前，常用的钢筋混凝土损伤预测模型主要分为三种类型：经验模型、解析模型和数值模型。
经验模型是基于统计分析和经验公式建立的模型，通过对大量实验数据进行分析和归纳，建立相应的预测公式。
这种模型的优点是简单易用，但缺点是只能适用于特定的材料和条件，并不能保证高精度预测。
解析模型是基于材料力学和物理学原理建立的模型，通常采用数学公式和方程式描述损伤产生和发展的规律，可以精确地描述钢筋混凝土损伤的机理和规律。
但这种模型需要较为复杂的计算方法和精度高的材料参数，对计算方法和实验数据的要求较高。
数值模型是基于计算机数值模拟技术建立的模型，模拟钢筋混凝土在不同载荷下的行为和响应，并通过数值方法模拟材料的损伤发展过程，可以较为准确地预测钢筋混凝土的损伤发展。
不过，这种模型需要高水平的数值计算和程序设计技术，也需要较为精确的材料参数。
3. 钢筋混凝土损伤预测模型的应用钢筋混凝土损伤预测模型可以应用于很多领域，如建筑结构设计、维修保养、材料性能评估和使用寿命预测等。
在建筑结构设计中，损伤预测模型可以帮助工程师更好地选取材料和设计结构，确保结构的安全和可靠性。
基于损伤模型的混凝土结构损伤评估研究
基于损伤模型的混凝土结构损伤评估研究1. 研究背景混凝土结构是现代建筑中最常用的建筑材料之一，但由于受到外界因素的影响，如地震、风暴、火灾等，混凝土结构很容易出现损伤，从而影响其结构稳定性和使用寿命。
因此，对混凝土结构的损伤评估方法进行研究，可以提高混凝土结构的安全性和可靠性。
2. 损伤模型损伤模型是建立混凝土结构损伤评估的基础，常用的损伤模型包括线性弹性损伤模型、非线性弹性损伤模型和塑性损伤模型等。
线性弹性损伤模型是较为简单的损伤模型，其基本假设是混凝土结构的弹性模量和泊松比不受损伤的影响。
该模型适用于轻度损伤或小型结构的损伤评估。
非线性弹性损伤模型考虑了混凝土结构的非线性特性，可以更准确地描述混凝土结构在受到损伤后的行为。
该模型适用于中等程度损伤的混凝土结构。
塑性损伤模型考虑了混凝土结构的塑性变形，可以更真实地模拟混凝土结构在受到严重损伤时的行为，适用于重度损伤的混凝土结构。
3. 损伤评估方法混凝土结构损伤评估方法可以分为直接评估法和间接评估法两种。
直接评估法是通过对混凝土结构进行检测和监测，直接确定混凝土结构的损伤程度。
常用的直接评估方法包括超声波检测、X射线检测和电磁波检测等。
间接评估法是通过对混凝土结构的受力性能进行分析，推断出混凝土结构的损伤程度。
常用的间接评估方法包括有限元分析、基于损伤模型的分析和基于统计学的方法等。
4. 损伤评估实例以一座混凝土桥梁为例，介绍如何进行损伤评估。
首先，根据桥梁的历史记录和实地检测，确定桥梁的受损情况。
假设该桥梁受到了地震的影响，出现了一些裂缝和位移。
然后，选择合适的损伤模型进行分析。
由于该桥梁的损伤程度较轻，可以选择线性弹性损伤模型。
接着，使用有限元分析软件进行分析，确定桥梁的应力和应变分布。
根据损伤模型，计算出桥梁的弹性模量和泊松比，进而推断出桥梁的损伤程度。
最后，根据损伤评估结果，确定桥梁的维修和加固方案，提高桥梁的安全性和可靠性。
5. 结论基于损伤模型的混凝土结构损伤评估方法可以提高混凝土结构的安全性和可靠性。
混凝土损伤本构模型
混凝土损伤本构模型混凝土作为一种重要的建筑材料，在建筑结构中具有重要的作用。
然而，由于外界环境和使用条件的不断变化，混凝土在使用过程中可能会受到损伤，这些损伤可能会导致结构的不安全性。
因此，混凝土损伤本构模型的研究对于建筑结构的安全性具有重要的意义。
混凝土损伤本构模型是指用于描述混凝土材料在受到外部荷载作用后产生的损伤行为的数学模型。
通过研究混凝土在受损状态下的力学性能，可以为工程结构的设计和评估提供重要的依据。
本文将对混凝土损伤本构模型的发展历史、基本原理、研究现状及其应用进行综述，并探讨该领域的未来发展方向。
一、混凝土损伤本构模型的发展历史混凝土损伤本构模型的研究始于上世纪60年代。
最早提出的混凝土损伤本构模型是由Scheel和Lubbock于1961年提出的弹塑性损伤理论。
随后，梁奇等学者在1978年提出了一种考虑混凝土受损状态的本构模型，这为混凝土损伤本构模型的研究奠定了基础。
随着研究的不断深入，人们对混凝土损伤本构模型的要求也越来越高，例如考虑温度、湿度等耐久性因素对混凝土材料的影响。
在本构模型的建立方面，人们不仅关注其数学表达形式，更加重视其实际工程应用的可靠性和有效性。
混凝土损伤本构模型的研究发展历程为混凝土损伤本构模型的研究奠定了基础，同时也为今后的研究提供了重要的借鉴。
二、混凝土损伤本构模型的基本原理混凝土损伤本构模型的基本原理是通过描述混凝土在受到外部荷载作用后产生的损伤和变形过程，从而建立相应的数学模型。
其核心是将损伤参数引入材料的本构关系中，以描述材料在损伤过程中的力学性能。
混凝土损伤本构模型一般包括两方面的内容，即损伤模型和本构模型。
损伤模型用于描述混凝土在受到外部荷载作用后产生的损伤行为，通常采用损伤变量或者损伤指标来描述损伤程度。
本构模型则用于描述混凝土在不同损伤状态下的应力-应变关系，通常采用应力-应变关系的修正形式来描述材料的非线性和损伤效应。
混凝土损伤本构模型的基本原理是将损伤参数引入材料的本构关系中，以描述材料在损伤过程中的力学性能。
ABAQUS_混凝土损伤塑性模型_损伤因子
混凝土损伤因子的定义BY lizhenxian271 损伤因子的定义损伤理论最早是1958年Kachanov提出来用于研究金属徐变的。
所谓损伤，是指在各种加载条件下，材料内凝聚力的进展性减弱，并导致体积单元破坏的现象，是受载材料由于微缺陷(微裂纹和微孔洞)的产生和发展而引起的逐步劣化。
损伤一般被作为一种“劣化因素”而结合到弹性、塑性和粘塑性介质中去。
由于损伤的发展和材料结构的某种不可逆变化，因而不同的学者采用了不同的损伤定义。
一般来说，按使用的基准可将损伤分为:(1) 微观基准量1,空隙的数目、长度、面积、体积;2空隙的形状、排列、由取向所决定的有效面积。
(2) 宏观基准量1、弹性常数、屈服应力、拉伸强度、延伸率。
2、密度、电阻、超声波波速、声发射。
对于第一类基准量，不能直接与宏观力学量建立物性关系，所以用它来定义损伤变量的时候，需要对它做出一定的宏观尺度下的统计处理(如平均、求和等)。
对于第二类基准量，一般总是采用那些对损伤过程比较敏感，在实验室里易于测量的量，作为损伤变量的依据。
由于微裂纹和微孔洞的存在，微缺陷所导致的微应力集中以及缺陷的相互作用，有效承载面积由A减小为A’。
如假定这些微裂纹和微孔洞在空间各个方向均匀分布，A’与法向无关，这时可定义各向同性损伤变量D为D= ( A- A’ )/ A事实上，微缺陷的取向、分布及演化与受载方向密切相关，因此材料损伤实际上是各向异性的。
为描述损伤的各向异性，可采用张量形式来定义。
损伤表征了材损伤是一个非负的因子，同时由于这一力学性能的不可逆性，必然有0dDdt≥ 2有效应力定义Cauchy 有效应力张量'σ''//(1)A A D σσσ==-一般情况下，存在于物体内的损伤(微裂纹、空洞)是有方向性的。
当损伤变量与受力面法向相关时，是为各向异性损伤;当损伤变量与法向无关时，为各向异性损伤。
这时的损伤变量是一标量。
3等效性假设损伤演化方程推导一般使用两种等效性假设，一种是应变等效性假设，另一种是能量等效性假设。
混凝土塑性—损伤本构模型研究
混凝土塑性—损伤本构模型的研 究背景和意义
混凝土塑性—损伤本构模型的研究旨在描述混凝土在受力过程中塑性变形和 损伤发展的内在规律，为结构设计和施工提供理论支持。由于混凝土材料的复杂 性和多层次性，其本构关系一直是一个研究热点。建立更为精确、可靠的混凝土 塑性—损伤本构模型对于提高结构安全性、优化设计方案具有重要意义。
研究方法：混凝土塑性—损伤本构模型的建立、参数估计、验证方法等
研究混凝土塑性—损伤本构模型通常涉及理论建模、数值计算和实验验证三 个环节。首先，基于对混凝土材料行为的深入理解，结合相关理论和假设建立本 构模型。然后，利用数值计算方法对模型进行求解，并通过实验手段对模型进行 验证和调整。
在建立模型的过程中，需要充分考虑混凝土的多层次结构和应力—应变关系。 同时，参数估计也是重要的一环，需要通过大量实验数据和使用合适的数据拟合 方法来确定模型参数。此外，为了验证模型的准确性，通常需要将模型计算结果 与实验结果进行对比，分析误差和模型的适用范围。
2、模型的优缺点：现有的混凝土塑性—损伤本构模型具有较高的预测能力 和精度，能够为工程设计和施工提供较为准确的指导。然而，这些模型往往较为 复杂，需要耗费大量计算资源和时间，对于工程应用带来一定挑战。此外，模型 的适用性和可靠性还需要通过更多的实验验证和研究来完善和改进。
3、实际应用前景：随着计算机技术和数值计算方法的不断发展，混凝土塑 性—损伤本构模型在工程实践中的应用前景越来越广阔。未来研究可以针对模型 的简化、参数优化和自适应调整等方面进行深入研究，提高模型的易用性和精度， 进一步拓展其应用范围。同时，结合智能化、信息化技术，可以实现混凝土结构 全生命周期的智能化健康监测和管理，为工程实践提供更为全面和精准的支持。
感谢观看
混凝土的两种损伤模型及其应用
混凝土的两种损伤模型及其应用混凝土是一种高分子复合材料，具有优良的抗压性和耐久性，广泛应用于工程建设、航空航天以及高新技术领域。
由于复杂的受力条件，混凝土的强度和耐久性受到较大的挑战，结构的损伤评估成为研究的重点。
截至目前，损伤的表达方法主要分为两类：位移矩阵模式和塑性变形模式。
位移矩阵模型以受力前和受力后混凝土材料的位移矩阵作为基本要素，以求解过程中混凝土材料受力的变形程度作为损伤的表述，故其损伤可从受力中统计得到。
该模型用于评价混凝土的失稳性、破坏的临界阈值及安全状况。
这一模型的优点是可以直接量化材料受力的变形，其缺点是受力传递的复杂性和材料变形的不一致性，从而阻碍了模型的应用。
塑性变形模型是基于混凝土材料受力变形的塑性本构模型。
该模型假设在混凝土材料受力变形时，损伤累积在变形范围内，以计算被受力混凝土材料的损伤。
该模型具有较高的准确性和稳定性，可应用于求解混凝土材料受力变形的损伤累积情况，以及混凝土结构的强度和稳定性的评价。
混凝土的损伤模型可以应用于工程实践中，以此评估结构的耐久性能，给予建设单位保障。
例如，混凝土桥体的安全性和结构的耐久性通过建立完善的损伤模型、对桥体的动力特性及分析假设进行反复物理试验，以提高工程安全性和可靠性。
另外，混凝土还可以应用在航空航天等领域，可以建立适用于大气压力下的变形损伤模型，利用模型分析混凝土材料的变形损伤规律，使该材料能够广泛的应用到航空航天领域。
总之，混凝土损伤模型是一个重要的研究内容，通过应用这些模型，可以准确的评价混凝土材料及结构的强度性能，准确的分析混凝土材料及结构的耐久性以及延长结构的使用寿命，为设计者合理利用混凝土材料提供依据，并为提高工程安全性提供有力的技术支持。
混凝土损伤本构模型
混凝土损伤本构模型混凝土是一种复杂的材料，受外界力学作用时会产生各种不同的损伤状态。
为了深入了解混凝土的力学行为，需要研究混凝土损伤本构模型。
混凝土损伤本构模型是描述混凝土力学性能的数学模型。
它是基于混凝土的材料特性和损伤特性所建立的模型。
在混凝土力学行为中，应力状态通常被描述为三轴压缩状态。
混凝土在这种状态下的力学性能与单轴压缩状态下不同。
在单轴压缩状态下，混凝土的应变增加速度随应力增加而慢慢减缓，即发生了应变硬化现象。
而在三轴压缩状态下，混凝土往往表现出应变软化现象，随着应力的增加，混凝土的应变增加速度会逐渐变快。
混凝土损伤本构模型的基本假设是混凝土存在破坏史。
这种史包括由初次受力到完全破坏的一系列阶段。
实际上，混凝土在受力过程中会产生多种损伤形式，如微裂纹、毛细裂纹、宏观裂缝等。
而混凝土损伤本构模型的主要任务就是将这些损伤形式数学化，从而形成能够描述混凝土损伤状态的数学表达式。
目前，常见的混凝土损伤本构模型通常包括：微观本构模型、弹塑性本构模型和连续损伤本构模型等。
其中，连续损伤本构模型是最常用的一种。
连续损伤本构模型是一种基于力学守恒原理的损伤本构模型。
它基于连续体力学理论的基础上，将损伤分为两个部分：体积损伤和刚度损伤。
其中，体积损伤是由体积收缩引起的，而刚度损伤是由裂缝形成和扩展引起的。
在连续损伤本构模型中，混凝土受力时，当应力达到一定值时，混凝土会产生微小裂缝，这些微小裂缝会不断扩展。
当这些裂缝扩展到一定程度时，混凝土会发生刚度损失。
通过描述裂缝的扩展过程，可以建立混凝土损伤本构模型。
总之，混凝土损伤本构模型是现代建筑工程领域中不可缺少的一种力学模型。
通过对混凝土损伤的数学表达，可以更准确地描述混凝土的力学行为，提高工程设计的可靠性和安全性。
第六章混凝土收缩徐变效应分析
t
老化理论
t
t
论，加载后期用
先天理论。
t
t
先天理论
第六章混凝土收缩徐变效应分析
t
§ 6.2 徐变系数模型与徐变理论
6.2.3 偏重理论的徐变数学表达式
（2）徐变基本曲线的函数 (t,0)
狄辛格于1937年提出徐变基本曲线公式：
式中，k,0—加载龄期=0、t= 时的徐变系数（终极值）； —徐变增长速度系数；
不能反映早期加载时徐变迅速发展的特点与滞后弹变，因而 虽然计算简单，但难以反映实际情况，往往与试验不符，因 此，老化理论渐被淘汰。
b、先天理论 不能反映加载龄期的影响，只考虑持荷时间，当持荷时 间无穷大时，不同加载龄期的徐变系数都有相同的徐变终极 值，因而在缺少实测资料时亦很少应用。 先天理论比较符合后期加载的情况。
第六章混凝土收缩徐变效应分析
§ 6.2 徐变系数模型与徐变理论
6.2.2 徐变系数的数学表达式
徐变系数
徐变系数计算较 为复杂，与加载龄 期t0、材料性质、构 件尺寸、环境湿度 等因素相关。
04桥规中的徐变 系数计算公式见右。
第六章混凝土收缩徐变效应分析
§ 6.2 徐变系数模型与徐变理论
6.2.2 徐变系数的数学表达式
原两根悬臂梁端部的转角变形 受到约束，跨中截面产生附加 弯矩Mt，固定端弯矩减小第。六章混凝土收缩徐变效应分析
§ 6.1 混凝土收缩徐变的基本概念
6.1.2 混凝土收缩徐变的机理及其影响因素
（1）收缩机理
1）自发收缩：水泥水化作用（小）
2）干燥收缩：内部吸附水蒸发(大)
3）碳化收缩：水泥水化物与CO2反应 （2）徐变机理(ACI209, 1972)
混凝土徐变计算分析方法
混凝土徐变计算分析方法孙海林，叶列平，丁建彤(清华大学土木工程系，北京，100084)摘 要：国内外不乏桥梁工程因为混凝土的徐变而挠度过大甚至坍塌的实例。
混凝土徐变问题越来越受到研究者的关注，徐变计算理论和方法不断发展。
本文综述了各种有关徐变的计算方法（有效模量法、老化理论、流动率法等）以及现在常用的各种方法（徐变应力分析的全量方法、按龄期调整的有效模量法、积分退化核的方法、率型本构方程等），并对这些方法进行了简要评述，讨论了徐变计算的发展方向。
关键词：混凝土；徐变；叠加法；逐步计算法尽管对混凝土收缩和徐变已经进行了几十年的实践和研究，对混凝土收缩和徐变的认识在不断提高，关于收缩和徐变对结构的影响分析、计算理论和方法在不断发展，但是预计和控制混凝土的收缩和徐变及其对结构物性能的影响仍然是十分复杂而又难以获得精确答案的问题。
国内外不乏因为混凝土的收缩和徐变影响结构使用、乃至造成工程事故的例子。
CEB调查了27座混凝土悬臂桥（大约半数是连续跨，其它跨中带铰）的变形资料，跨度从53~195米，有些桥梁在建造完成8～10年后挠度仍有明显增长趋势，甚至有两座桥的挠度从建成起到最后报告测量时间（分别是建成后的16年和20年）一直在以相同的变形速度增加[1]。
英国的Kingston桥是一座跨度为62.5+143.3+62.5m的预应力混凝土箱梁桥，主跨中央带铰，1970年建成后跨中挠度缓慢加大，至今已经超过30cm[2]。
1977年建成的太平洋上的帕劳共和国Koror–Babeldaob桥，主跨241m，是当时世界上最长的后张预应力混凝土箱形梁桥，建成后挠度不断加大，1996年加固修补3个月后桥梁倒塌[2]。
这些桥的变形过大都直接或者间接与徐变相关。
美国1978年完工的Parrots渡桥是当时美国采用轻骨料混凝土建造的净跨最长的悬臂拼装法预应力混凝土连续刚构桥Parrots渡桥，该桥在使用12年后，195m的主跨跨中下垂了约635mm[3]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
17
谢谢！
18
3
徐变原因
混凝土徐变概述
➢混凝土硬结以后, 骨料间的水泥浆中部分尚未转化为结晶 体的水泥凝胶体向水泥结晶体转化时，应力重分布的结果。 ➢混凝土内部微裂缝在荷载长期作用下不断发展和增加, 从 而导致徐变的增加。
4
混凝土徐变概述 徐变类型 ➢低应力作用下——线性徐变； ➢高应力作用下——非线性徐变。
•
Dcr Dcr f
11
徐变损伤的演变规律
边界条件：
Dcr , 0 0
Dcr
,
t
|t
Dm
D
,
0
式中，Dm 是在常应力下界面裂缝损伤 DB 的最大值。
边值问题的解:
Dcr ,t Dm D ,0 1 et
12
徐变损伤的演变规律
/ fC' 0.8
由于 DM 0 ，损伤变化率不再趋于定值，损伤
➢应力水平低于长期强度——试件一般不发生徐变破坏。
（ / fC' 0.8 ）
➢应力水平高于长期强度——试件一般很快破坏。
（ / fC' 0.8 ）
5
混凝土徐变概述
/
f
' C
0.8
➢徐变速率和试件所承受的应力水平
/
f
' C
成正比；
➢当应力水平大于50 %, 应力应变不再
保持线性关系。并随着持荷时间的增加,
徐变损伤的演变规律
Dcr , 0 0
DB
,
0
0
DM
,
0
0
Dcr
,tR
DR
D
,
0
DB ,tR Dm D , 0
DB
f
1 et
DM
f1
t
g t dt
int
t ktR
f
Dm D , 0 1 exp tR
f1
DR tR
Dm a
式中，a GtR ,Gt g tdt
值随时间的增长迅速达到破坏值 DR ，而对于界面裂
缝的损伤值变化
•
DB
没有质的改变。
•
D
B
DB
f
•
DM f1 f2 t
徐变第二阶段，对于给定的应力，徐变速率是常量；
徐变第三阶段，徐变速率才迅速增大。
f2
中，k 1 为材料常数，tR 是破坏时间。
13
边界条件： 方程的解:
应力应变之间的非线性程度越来越高。
等应力徐变曲线
等时应力应变曲线
6
混凝土徐变概述
/ fC' 0.8
徐变曲线类似于金属蠕变的三个阶段： ➢初始蠕变,应变随时间延续而增加，增加的速度逐渐减慢； ➢稳态蠕变，应变随时间延续而匀速增加； ➢加速蠕变，应变随时间延续而加速增加,直达破裂点。
应力水平0.83时的徐变曲线
➢当
/
f
' C
0.8 时，Dmax
DR。
16
徐变损伤的演变规律
变应力 当应力随时间改变时，可使用Piechnik提出的徐
变损伤叠加规律，得：
/ fC' 0.8 时，
D
,
t
D
t
,
0
t
0
Dm
D
,
0
1 e
d
/ fC' 0.8 时，
D
,
t
D
t
,
0
t
0
f
t 1 e
f1
t
f2 d
和
DM
互不耦合。
•
D
,
t
•
D
,
0
•
Dcr
,
t
•
•
•
Dcr ,t DB ,t DM ,t
一般地，设
•
Dcr ,t F Dcr , ,t
10
/
f
' C
0.8
徐变损伤的演变规律
➢徐变最终处于稳定阶段，对于给定的常应力 ，徐
变速率和损伤值都趋于定值。 ➢ DM 0, Dcr DB 。 ➢损伤变化率关于损伤是衰减的，并可认为是损伤和应 力的显函数。
1 et
DR
Dm
tR a
t
G
t
int
t ktR
15
徐变损伤的演变规律
等应力
Dcr ,t DB ,t DM ,t
Dm D ,0 1 exp tR
1 et
Dmax Dm tR a
t
G
t
int
t ktR
➢ Dmax 是总损伤最大值。
➢当 / fC' 0.8 时，DM 0, Dmax Dm ,tR 。
14
徐变损伤的演变规律
Gt 是描述破坏前损伤率突然增长的函数，按实
验结果用曲线拟合方法可得：
Gt
1
2
t ktR
1
n
1
k
n
式中，n 是比较大的整常数，由材料决定，其数量级
在 100 ~ 10000 之间。
Dcr ,t DB ,t DM ,t
Dm D ,0 1 exp tR
混凝土徐变损伤模型
1
主要内容 ➢混凝土徐变概述 ➢非线性徐变的本构方程 ➢徐变损伤的演变规律
2
徐变定义
混凝土徐变概述
➢混凝土徐变——指混凝土在长期应力作用下,其应变随时 间而持续增长的特性。 ➢从细观角度看, 徐变是混凝土在持续荷载作用下, 材料 中微裂纹的数量和长度增加、扩展, 从而导致材料劣化的 过程。
➢弹性徐变理论 ➢应变等效假设
t
E
t
t
1
D
t
t
1
t
1
E t
c
t,
1 D
d
9
徐变损伤的演变规律
➢总损伤——加载时的瞬时损伤和徐变过程中的损伤之和。
➢徐变损伤——界面裂缝的损伤DB和砂浆裂缝损伤DM 。
➢ / fC' 0.8 时，DM 很小，可以忽略；
➢
/
f
' C
0.8 时，假设 DB
7
非线性徐变的本构方程 损伤变量的选取
假设：①混凝土是均质、弹性和各向同性的； ②徐变损伤是各向同性的。
因此，损伤变量取标量D。
对于和时间相关的应力，有效应力相应地为：
t
t 1 Dt
8
非线性徐变的本构方程
弹性徐变耦合损伤的徐变损伤本构方程
t
E
t t
t
1
t
1
E t
c
t,
d
➢其中，ct, 是龄期 下的徐变度。