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砌体随机损伤本构关系的研究

曹文文

  砌体本构关系的研究是砌体基本力学性能研究的重点之一,尤其是受压应力-应变全曲线,其在理论研究和工程应用中都有很大的价值,但至今还没有建立起具有广泛适用性的砌体本构模型,以试验为基础而建立的经验型本构关系虽然能与试验结果符合较好,但缺乏一定的理论基础,尽管能反映砌体的非线性,但却不能反映其离散性。 本文主要对砌体随机损伤本构关系进行研究探索,重点如下: 在详细研究国内外砌体本构关系的基础上,结合砌体单轴受压的宏观破坏特性,从细观层次上对其破坏机制进行分析,发展了砌体单轴受压试件的细观物理模型,可以较为合理地解释砌体受压过程中的非线性和应变软化特征。 在细观层次研究的基础上,选取具有物理意义的损伤变量,基于力平衡条件,建立了砌体单轴受压损伤本构关系模型,并用损伤力学原理进行了理论推导,将细观单元破坏时的应变视为随机变量,并考虑弹性模量的随机性,进一步推导得到了均值和方差意义上的本构关系。研究表明,当不考虑随机场中随机变量的相关性时,随机损伤本构关系可转化为确定性损伤本构关系。 以粉煤灰砖砌体为研究对象,进行了三组棱柱体试件单轴受力本构关系的试验研究,考察了该类砌体的力学性能和宏观破坏特性,得到了具有完整上升段和下降段的应力-应变全曲线,为本构关系模型的验证提供了可靠的数据。 利用随机建模原理并结合Powell优化算法,可以对所建立的本构关系模型的参数(随机场参数、材料参数)进行识别。模型结果与实测结果的比较表明了本文研究建议的合理性,进而从损伤的角度预测受压砌体宏观微裂缝的发展过程,结果也吻合的较好。……   
[关键词]:砌体;随机损伤;本构关系;细观物理模型;应力-应变全曲线
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2011年