混凝土特性与数值计算

混凝土材料特性假定为ft=3.21 MPa，E=3.0×104MPa，GF=103 N/m（Planas和Elices，1990），μ=0.18。在FCM计算中，使用非线性软化函数。非线性软化函数中的材料常数值取c1=3，c2=5，wc=108.8μm。针对B=100 mm的标准TPBT和CT试件，D取值为100~400 mm，分析采用对称结构的半结构法，如图6.7和图6.8所示，在进行有限元分析时沿尺寸D考虑80个等参数平面单元。在a0/D为0.3和0.5的情况下，使用FCM获得了标准TPBT试件的P－CMOD曲线，以及CT试件的P－COD曲线。在本章讨论尺寸范围内的结果分别如图8.14和图8.15所示，图中的符号D1，D2，D3，D4分别对应试件尺寸为100 mm，200 mm，300 mm和400 mm。

图8.14　TPBT样本试件的P－CMOD曲线　

图8.15　CT样本试件的P－COD曲线(www.xing528.com)

以解析法[式（8.5）]得到的裂缝扩展阻力作为参考值，再用权函数法[式（8.15）]和式（8.3）计算相应的裂缝扩展阻力值，进行比较。也就是说，初始韧度用式（8.5）解析法计算得出，再使用式（8.2）和式（8.15）的五项式权函数闭合表达式计算裂缝扩展阻力。在超过峰值荷载后，对每个加载阶段均计算了Δac的值，该值根据式（6.15）沿着虚拟裂缝在确定CTODc的值时获得。FCM、解析法以及权函数法均使用相同的非线性软化函数，以保证分析条件的一致性。为了保证数值计算的精确性，所有计算步骤都考虑了自重对TPBT试件的影响，然而对CT试件不需要明显考虑这种影响。图8.16展示了TPBT和CT试件的几何形状对断裂材料特性的影响。图8.17展示了TPBT和CT试件的几何形状对参数的影响。TPBT和CT试件的几何尺寸对双K断裂参数的影响，与本书第6章中的结果类似。

图8.16　试件几何尺寸对的影响

图8.17　试件几何尺寸对的影响