[发明专利]一种损伤混凝土裂缝扩展模式数值试验方法

说明书

本发明提出了一种损伤混凝土裂缝扩展模式数值试验方法，包括以下步骤：步骤1：利用数值单元表征混凝土；步骤2：对数值单元，确定数值单元质心、相邻数值单元界面重心及高斯积分点；步骤3：对相邻数值单元界面高斯积分点设置切向、法向及抗弯弹簧；步骤4：对表征混凝土的数值单元施加荷载，输出损伤混凝土数值单元裂缝扩展模式图，直至荷载降为0时停止施加荷载；该发明方法操作简单，无需使用真实材料进行测量，大大降低测试试验难度并节省成本。

技术领域

本发明涉及一种损伤混凝土裂缝扩展模式数值试验方法；属于土木工程技术领域。

背景技术

混凝土受荷载作用开裂直至最终破坏，裂缝进展并不连续，实验室条件及既有数值试验方式复杂、耗费大量时间，难以准确表征混凝土从开裂直至破坏的不连续过程，且难以准确揭示损伤混凝土的破坏机理。

发明内容

本发明提供一种损伤混凝土裂缝扩展模式数值试验方法，其目的在于，克服现有技术中损伤混凝土裂缝扩展模式难以测试的问题。

一种损伤混凝土裂缝扩展模式数值试验方法，包括以下步骤：

步骤1：利用数值单元表征混凝土；【如图1所示】；

步骤2：对步骤1所述的数值单元，确定数值单元质心、相邻数值单元界面重心及高斯积分点；

步骤3：对步骤2所述的相邻数值单元界面高斯积分点设置3个不同方向弹簧；【如图2所示】；

步骤4：对表征混凝土的数值单元施加荷载，输出损伤混凝土

数值单元裂缝扩展模式图，直至荷载降为0时停止施加荷载。

所述步骤1中的数值单元为刚体元。

所述步骤3中相邻数值单元界面高斯积分点设置切向、法向及抗弯弹簧。

有益效果

本发明相比现有技术而言，其优点如下：

本发明提出了一种损伤混凝土裂缝扩展模式数值试验方法，对相邻数值单元界面高斯积分点设置切向、法向及抗弯弹簧，可对损伤混凝土裂缝扩展模式进行数值测试试验。该发明方法操作简单，用计算机仿真即可实现，无需使用真实材料进行测量，大大降低测试试验难度并节省成本。

附图说明

图1为应用本发明方法构建的数值模型示意图；

图2为应用本发明方法构建的相邻数值单元界面高斯积分点设置切向、法向及抗弯弹簧示意图；

图3为应用本发明方法测试得到的混凝土开裂裂缝模式；

图4为应用本发明方法测试得到的混凝土破坏裂缝模式；

标号说明：1-数值单元，2-相邻数值单元界面重心，3-数值单元质心，4-相邻数值单元界面高斯积分点，5-切向、法向及抗弯弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

以某实例来详细说明该损伤混凝土裂缝扩展模式数值试验方法。

(a)利用数值单元表征混凝土，数值单元如图1所示；

(b)对上述数值单元，确定数值单元质心、相邻数值单元界面重心及高斯积分点；

(c)对上述相邻数值单元界面高斯积分点设置切向、法向及抗弯弹簧，如图2所示；

(d)对表征混凝土的数值单元施加荷载，输出损伤混凝土裂缝扩展模式，分别如图3与图4所示，直至荷载降为0时停止施加荷载，完成损伤混凝土裂缝扩展模式数值试验。从图3与图4中可以看出，混凝土从开裂直至破坏的裂缝模式发生了明显的变化，而采用本发明所述的方法能够准确的测量出损伤混凝土从开裂直至破坏的裂缝扩展模式。