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第22卷增刊2计算机辅助工程Vol.22Suppl.2

2013年10月ComputerAidedEngineeringOct.2013

论文所属行业:土建

混凝土塑性弥散裂缝模型及应用

许军才，沈振中

（河海大学水利水电学院，江苏省南京市邮编210098）

摘要：裂缝破坏是混凝土非线性行为一种常见形式，本文将塑性弥散裂缝模型在混凝土裂缝研究中进

行拓展，将拓展后的模型通过子程序在ABAQUS有限元平台中进行实现，并将该模型得出的计算结

果与梁的三点弯实验进行对比，从计算结果来看与实验结果是吻合的。

关键词：混凝土非线性；弥散裂缝；三点弯；子程序

中图分类号：TU31文献标志码：A

Plasticsmearedcrackingmodelofconcreteandtheapplication

XUJuncai,SHENZhenzhong

(CollegeofWaterConservancyandHydropowerEngineering,HohaiUniv.,Nanjing210098,Jiangsu,China)

Abstract:CrackfailureisacommonFormofconcretenonlinearbehavior,theplasticsmearedcrackingwas

developedinthepaperfortheconcreteresearch,themodelwasimplementedthroughsubroutinein

ABAQUSfiniteelementplatform,thecomputationalresultsofthemodelcomparedwithbeamthree-point

bendingexperiment,thecalculationresultsareconsistentwiththeexperimentalresults.

Keywords:concretenonlinearbehavior;smearedcracking;three-pointbending;three-pointbending

0引言

近年随着对混凝土裂缝的深入研究，针对混

主应力准则最为常见，它的形式是

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凝土这一非线性特性学者们提出不同的数理模

型，其中弥散裂缝模型就是最常见的一种，该模

其中：??

F???

1

型不需要建立特定的单元，只需修改混凝土的内

1.2本构关系

部本构，在很大程序降低了开发难度。混凝土塑

性弥散裂缝是在弥散裂缝基础上发展而成，由

对于小变形来说，应变率??可以分成弹性应变率

Feenstra提出的[1]，该模型后经过Winkler进一

??e和塑性应变率??p

步完善[2]，能很好的模拟出混凝土受力破坏特性，

本文将混凝土塑性弥散裂缝模型进行扩展，在

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ABAQUS自定义子程序中实现混凝土塑性弥散

裂缝模型的算法。

1方法与原理

用胡可定律的形式可表示为

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1.3流动法则

1.1屈服函数

在混凝土裂纹受拉破坏中，以Rankine最大

收稿日期：2013-06-28

基金项目：国家自然科学基金；

作者简介：许军才（1980—），男，安徽人，工程师，混凝土结构工程裂缝控制，(E-mail)juncaixu@;沈振中（1968—），男，江苏人，教授，博导，研究方向为水工结构与岩土工程，(E-mail)zhen1127@

64计算机辅助工程2013年

p?g

???G，是一个常数可以作为混凝土材料的参数

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其中：使用的。

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将（7）代入（11）中可以得出：

由一致性条件得出：??f??0。

G?f?(12)

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假定认为等效应力与消散能相关这样有

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内变量??通过欧拉定理不难得出：

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