在强震作用下,由于坝体横缝的反复开合,使作为整体结构时,动态响应最为显著的坝体上部拱冠附近的拱向应力大为减弱,而坝体沿坝基交接面附近成为抗震薄弱部位。在强震时坝体薄弱部位主要因坝体混凝土的动弯拉应力引起开裂,因此,动弯拉强度是高拱坝抗震设计中的控制性指标之一。
在第8章基于混凝土材料应变率强化效应,考虑了混凝土材料断裂损伤、强度和弹性模量的应变率效应,建立了混凝土试件静加载、动加载以及有预静载的动弯拉过程的非线性有限元数值方程。第10章在宏观层次上将混凝土作为均匀材料,进行了不同初始预静载水平下三分点试件的冲击弯拉破坏过程数值模拟。讨论了混凝土动弯拉强度增强系数随应变率强化参数变化的规律。该项研究表明,混凝土材料的应变率效应使得混凝土动弯拉强度高于静弯拉强度,动弹性模量高于静弹性模量;在复杂加载情况下,动强度与应变历史和应变率历史有关;应变率效应和混凝土材料损伤积累的共同作用使在一定预静载水平下的混凝土试件的静动综合弯拉强度高于其受纯动载作用时的动弯拉强度(陈厚群、侯顺载等,2000;侯顺载等,2002;陈厚群等,2004)。(www.xing528.com)
应变率效应是固体材料的基本特性,而不均匀材料率效应较均匀材料更为明显。混凝土强度对加载过程有高度的敏感性;静态与动态加载到同样的荷载水平,试件所产生的损伤积累不同,而应变率效应受材料损伤的影响。不均匀性是混凝土材料的本质特点,也正是这种不均匀性决定了混凝土宏观力学性能的差异和非线性特征。因此,为了更全面地反映混凝土细观结构的不均匀性对其宏观力学性能的影响,有必要计及混凝土的骨料尺寸、骨料级配及其细观各相力学参数随机分布特性,从细观层次上模拟分析混凝土动弯拉破坏过程。
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