本项目的各项研究内容基本依照原计划得以执行,在试验、理论、数值各方面均取得了良好进展,实现了预期研究目标。取得的主要成果如下: 1)运用新建成的试验系统,轻松获得了一系列应力-应变全曲线。除了常见的压子午面三轴受压工况,还补充了少量拉子午面三轴受压工况,以弥补真三轴受压工况的缺乏。同时完成了一些小尺寸的箍筋/钢管约束混凝土构件的加载试验。为3维本构模型的建立提供了依据和支持。 2)提出了塑性能贮存率这一热力学广义力,从唯象学的角度探索了塑性自由能的性质,给出了实用的函数表达式。并基于此为混凝土构建了完整的2维弹塑性损伤本构模型。 3)从细观力学和多尺度方法的观点剖析了塑性自由能的物理本质,借助微弹簧、微滑块等抽象细观元件以简化的形式表示自由能,避开极为复杂的开裂介质数值模拟,给出了公开发表文献中首个半解析函数表达式。可望为发展多尺度随机损伤力学提供一种新的有效途径。 4)从数学形式的角度重新分析和整理了混凝土强度理论,为弹塑性损伤本构模型拓展了屈服函数和损伤加载函数的构造方法。重点研究了广泛使用的Lubliner准则,阐明了它与双重强化模型及后退欧拉回映算法的相容性,并揭示了它在三轴受拉和三轴受压状态下的局限性。 5)提出了新颖的应力分解方式,分离出混凝土的三轴受压损伤机制,建立起完整的3维弹塑性损伤本构模型。它是公开发表文献中还未有的,能同时反映混凝土强化软化、刚度退化、残余变形、拉压单边效应、约束效应等各项主要力学行为特征的本构模型,为结构非线性分析提供了暂时无可替代的有力工具。 2100433B