【摘 要】
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随着建筑业的发展,对水泥基材料提出了更高的要求。然而,水泥石长期与环境水接触,钙离子不断溶出,导致其力学性能劣化。因此,为了保证水泥石在水利工程和核工业工程中达到预
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随着建筑业的发展,对水泥基材料提出了更高的要求。然而,水泥石长期与环境水接触,钙离子不断溶出,导致其力学性能劣化。因此,为了保证水泥石在水利工程和核工业工程中达到预期的使用寿命,有必要对溶蚀水泥石进行研究,而本构模型则是溶蚀水泥石力学性能分析的关键。本文工作主要围绕着溶蚀水泥石本构模型和力学分析展开,引入基于损伤能释放率的弹塑性损伤本构模型,结合溶蚀水泥石的特性进行理论上的延伸,提出整体式建模和分层式建模两种方式。通过编程建立用户子程序接入ABAQUS软件,验证本构关系的有效性以及对溶蚀水泥石力学分析的适用性。结果表明,弹塑性损伤本构模型能较好地表征混凝土在单轴和双轴应力作用下的力学退化特性,并且三点弯曲梁的模拟结果与试验结果十分吻合。分析普通混凝土三点弯曲梁的影响因素,发现弹性模量、受拉极限强度、梁宽、梁高与极限荷载均呈线性关系,而增大集中荷载的占比会导致极限荷载的大幅下降。整体式建模和分层式建模均能较好地符合试验结果,应力和应变的分布均在溶蚀区与非溶蚀区交界处产生突变,随着溶蚀时间的增加,应力和应变特性展现了较强的规律性,与理论分析相符。通过模拟不同溶蚀方式的水泥石梁,发现四周溶蚀时抗折强度下降最快,侧面溶蚀和下部溶蚀对梁抗折强度影响接近,上部溶蚀时抗折强度下降最慢。
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