高速鐵路隧道基底混凝土結(jié)構(gòu)的隨機(jī)損傷模型
本文選題:高速鐵路 切入點(diǎn):隧道基底 出處:《中國(guó)鐵道科學(xué)》2017年01期
【摘要】:基于熱力學(xué)原理與能量耗散原理,針對(duì)高速鐵路隧道基底混凝土結(jié)構(gòu)"拉—壓—拉—壓"反復(fù)受力特點(diǎn),定義雙標(biāo)量損傷變量,引入硬化函數(shù),建立混凝土受拉、受壓條件下基于修正彈塑性亥姆霍茲自由能的隨機(jī)損傷本構(gòu)模型。在有效應(yīng)力空間,根據(jù)塑性力學(xué)正交法則推導(dǎo)損傷變量的演化法則;在概率密度演化方程求解的基礎(chǔ)上,建立"彈性預(yù)測(cè)—塑性修正—損傷修正"數(shù)值分析算法,并進(jìn)行程序二次開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)對(duì)隨機(jī)損傷本構(gòu)模型的求解。通過(guò)與混凝土單軸拉伸、單軸壓縮室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證所建立隨機(jī)損傷本構(gòu)模型的準(zhǔn)確性和適用性。該模型既可在均值意義上反映混凝土受拉、受壓的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系,也可以在概率意義上模擬其離散范圍,較為全面地反映了混凝土受力行為的非線(xiàn)性與隨機(jī)性;可用于計(jì)算分析隧道基底混凝土結(jié)構(gòu)的損傷演化規(guī)律及損傷疲勞壽命。
[Abstract]:Based on the principle of thermodynamics and energy dissipation, the double scalar damage variable is defined, and the hardening function is introduced to establish the tension of concrete.A stochastic damage constitutive model based on modified elastoplastic Helmholtz free energy under compression condition.In the effective stress space, the evolution rule of damage variable is derived according to the orthogonal rule of plastic mechanics, and the numerical analysis algorithm of "elastic prediction-plastic correction and damage correction" is established on the basis of solving the evolution equation of probability density.The second program is developed to solve the stochastic damage constitutive model.The accuracy and applicability of the proposed stochastic damage constitutive model are verified by comparing the results of laboratory tests with concrete uniaxial tension and uniaxial compression.It can be used to calculate and analyze the damage evolution law and damage fatigue life of the concrete structure of tunnel base.
【作者單位】: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院研究生部;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金高鐵聯(lián)合基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目(U1434211) 中國(guó)鐵路總公司科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃重大項(xiàng)目(YS2016G-02) 鐵道科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展中心科研項(xiàng)目(J2014G004) 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院國(guó)際合作項(xiàng)目(2015YJ143);中國(guó)鐵道科學(xué)研究院科技開(kāi)發(fā)基金資助項(xiàng)目(2015YJ039)
【分類(lèi)號(hào)】:U459.1
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1691122
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