论文摘要
近年来，早龄期混凝土的研究范围不断拓宽，一些学者对早龄期混凝土采用数值模拟的方法进行断裂研究，但常常限于不能得到确切的混凝土软化本构关系，导致计算结果与试验结果有所差异，这大大阻碍了早龄期混凝土断裂的数值模拟的发展。为了促进早龄期混凝土数值模拟的发展，本文以早龄期混凝土基本力学性能试验及断裂性能试验为基础，并借助于大型通用有限元软件ABAQUS6.5，对早龄期混凝土Ⅰ型开裂进行了数值分析，以通过数值方法确定早龄期混凝土的软化本构关系。具体来讲，本文主要进行了如下几个方面的工作：首先，对早龄期混凝土三点弯曲断裂试验进行数值模拟，得到其主要的力学行为，比如荷载-裂缝开口张开位移（Load-Crack mouth opening displacement CMOD）曲线；其次，对已有的软化曲线进行比较分析，分为线性软化曲线（包括单线性软化曲线、双线性软化曲线和三线性软化曲线）和非线性软化曲线（包括指数函数型软化曲线、双曲线函数型软化曲线）。通过分析发现，早龄期混凝土的各类型软化曲线，其参数取值与一般混凝土基本一致。同时线性软化曲线的初始斜率能较好的控制LOAD—CMOD曲线的荷载峰值，但其下降段却很难与试验值保持一致。由非线性软化曲线函数计算得到的LOAD—CMOD曲线，其下降段的趋势与试验值十分接近，但对其荷载峰值却较难控制。最后，综合线性软化曲线与非线性软化曲线的特点，本文提出一种新的软化曲线模型——混合型软化曲线模型，即将软化曲线分为两段表示：前半段用直线表示以控制荷载峰值，后半段用曲线（指数函数、双曲线函数）表示以更好的模拟下降段。通过与其他软化曲线的计算结果比较，发现混合型软化曲线更能确切的描述混凝土的开裂软化行为。