初始预静载对动弯拉强度的影响

弹性模量强化参数AE取0.12，强度强化参数At取0.20，计算得到了纯动载，加预静载至静极限荷载的20%、40%、60%和80%试件的应力—位移曲线如图10.3所示。从图中可看出，纯动载及几种预静载的应力—位移曲线在失稳破坏前接近平行，即动弹性模量差异不大，但均大于静弹性模量。图10.3给出了纯动载和几种预静载的动弯拉强度。纯动弯拉强度相对值为122.5%，与预静载水平20%、40%、60%和80%相对应的静动综合弯拉强度相对值（静动综合弯拉强度与静弯拉强度之比：fdt/fst）分别为124.1%、125.7%、128.3%和131.3%。这些计算结果与试验结果（陈厚群、侯顺载等，2000）显示的静动综合弯拉强度随预静载水平变化趋势相同。

图10.3　预静载对动弯拉强度和动弹性模量的影响（AE＝0.12，At＝0.20）

（a）应力—位移曲线；（b）应力—位移局部放大曲线

上述计算结果显示，在不同初始预静载下的静动综合弯拉强度都不同程度大于纯动载强度，动载强度随预静载的增加而增加，80%时达到峰值，然后开始下降，如图10.4所示。从图10.5中看出，加静载到2.63MPa时开始有单元破坏，而动载加到3.65MPa才开始产生破坏单元，这也说明，同样的荷载水平静载产生的损伤远大于动载造成的损伤；在失稳前的一段动加载过程中，同一荷载水平和加载速率下由于初始预静载水平的不同所产生的破坏单元多少也不同，表现出动强度与预静载有很大的相关性。这种现象可以由式（8.19）解释，有预静载时方程右边增加{ΔPs（D）}荷载项，荷载增加应变增大，应变率提高，由于率效应使单元的强度提高和方程左边刚度[Kd（t）]增大，这些因素相互作用产生了动强度随预静载的增加而提高的现象。损伤使单元刚度弱化，应变率增大，而率效应使单元强度和刚度提高，相反地，应变率的提高也加速了单元的进一步损伤劣化。当强化占优势时动强度提升，当损伤劣化占优势时动强度下降。在图10.4中，预静载水平在80%以前强化占优势，大于80%以后动强度急剧下降。显然，混凝土试件的动弯拉强度不仅与加载速率有关，而且与应变率、损伤积累密切相关。(www.xing528.com)

图10.4　初始预静载对混凝土静动综合弯拉强度的影响

图10.5　不同荷载水平所产生的破坏单元