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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 混凝土的破坏过程和机理1

1.3 混凝土断裂损伤力学研究进展5

1.3.1 混凝土断裂损伤破坏过程理论研究进展5

1.3.2 混凝土断裂损伤破坏过程数值研究进展18

1.4 混凝土断裂参数试验研究与变形测试技术22

1.4.1 光纤传感技术在混凝土结构变形测量中的应用22

1.4.2 大坝混凝土断裂特性理论与试验研究24

1.4.3 纤维混凝土断裂特性理论与试验研究26

1.5 本书主要研究内容30

参考文献30

第2章 混凝土断裂损伤基础39

2.1 概述39

2.2 混凝土损伤力学基本概念39

2.2.1 混凝土损伤破坏机理40

2.2.2 混凝土损伤理论41

2.2.3 混凝土损伤本构模型43

2.3 线弹性断裂力学46

2.3.1 裂缝的类型47

2.3.2 裂缝尖端应力场与位移场47

2.3.3 应力强度因子的计算50

2.3.4 断裂判据53

2.4 混凝土断裂力学模型55

2.4.1 虚拟裂缝模型55

2.4.2 钝裂缝带模型58

2.4.3 尺寸效应模型62

2.4.4 双K断裂模型66

参考文献70

第3章 混凝土静、动力损伤本构理论72

3.1 概述72

3.2 单拉状态下混凝土动力损伤本构模型72

3.2.1 混凝土动力损伤及其演化规律72

3.2.2 混凝土单拉动力损伤本构方程74

3.2.3 损伤阈值应变与极限应变讨论75

3.2.4 应用举例76

3.3 单压状态下混凝土动力损伤本构模型77

3.3.1 混凝土静力损伤本构方程78

3.3.2 混凝土动力损伤本构方程79

3.3.3 损伤阈值应变与极限应变讨论81

3.4 考虑初始弹模变化的混凝土动力损伤本构模型81

3.4.1 混凝土动力损伤及其演化规律82

3.4.2 混凝土单轴动力损伤本构方程83

3.4.3 损伤阈值应变与极限应变讨论84

3.4.4 应用举例85

3.5 双剪状态下混凝土静、动力损伤本构模型86

3.5.1 混凝土静力双剪损伤本构理论86

3.5.2 混凝土动力双剪损伤本构理论88

3.5.3 应用举例90

3.6 混凝土的孔隙黏塑性损伤本构模型92

3.6.1 干燥混凝土的黏塑性损伤本构模型92

3.6.2 饱和混凝土孔隙黏塑性损伤本构模型97

3.6.3 真实水荷载下饱和混凝土的孔隙黏塑性损伤本构模型103

参考文献107

第4章 混凝土静、动力断裂损伤模型110

4.1 概述110

4.2 混凝土Ⅰ型裂缝静、动力断裂损伤模型110

4.2.1 混凝土Ⅰ型裂缝静力断裂损伤判据111

4.2.2 混凝土Ⅰ型裂缝动力断裂损伤判据114

4.2.3 算例分析117

4.3 混凝土Ⅱ型裂缝静、动力断裂损伤模型117

4.3.1 混凝土Ⅱ型裂缝静力断裂损伤判据117

4.3.2 混凝土Ⅱ型裂缝动力断裂损伤判据120

4.3.3 允许损伤尺度RⅡc的确定122

4.4 混凝土Ⅲ型裂缝静、动力断裂损伤模型123

4.4.1 混凝土Ⅲ型裂缝静力断裂损伤判据123

4.4.2 混凝土Ⅲ型裂缝动力断裂损伤判据125

4.4.3 允许损伤尺度RⅢc的确定126

4.5 混凝土复合型裂缝静、动力断裂损伤判据127

4.5.1 混凝土Ⅰ、Ⅱ复合型裂缝静力断裂损伤判据127

4.5.2 混凝土Ⅰ、Ⅱ复合型裂缝动力断裂损伤判据130

4.5.3 允许损伤尺度R（Ⅰ+Ⅱ）c的确定132

参考文献133

第5章 基于峰值荷载的混凝土起裂断裂韧度的研究134

5.1 概述134

5.2 基于峰值荷载的混凝土起裂断裂韧度实用解析方法135

5.2.1 混凝土起裂断裂韧度的计算模型135

5.2.2 试验验证与分析142

5.2.3 起裂断裂韧度对软化曲线形状的敏感性分析147

参考文献148

第6章 混凝土结构裂缝尖端变形测量151

6.1 概述151

6.2 光纤传感器测量混凝土变形的基本原理151

6.2.1 光纤传输的基本原理152

6.2.2 埋入式光纤传感器与周围介质间的相互作用机理154

6.2.3 MC-6型光纤应变测量仪简介159

6.2.4 光纤传感器的制作与埋入161

6.3 单拉状态下光纤传感器测量混凝土变形的力学模型163

6.3.1 光纤传感器测量混凝土应变的力学模型163

6.3.2 试验验证173

6.4 光纤传感器测量混凝土结构裂缝尖端变形177

6.4.1 试验概况177

6.4.2 试验结果与分析180

参考文献189

第7章 大坝混凝土断裂参数试验研究与分析191

7.1 概述191

7.2 三峡重力坝大坝混凝土断裂参数的试验测定192

7.2.1 基于裂缝黏聚力的双K断裂参数的计算方法193

7.2.2 试验概况194

7.2.3 电测法研究混凝土裂缝扩展规律200

7.2.4 试验结果与分析203

7.3 溪洛渡拱坝大坝混凝土断裂参数的试验测定210

7.3.1 试验概况210

7.3.2 试验结果与分析214

参考文献222

第8章 纤维对混凝土裂缝的抑制作用及机理分析224

8.1 概述224

8.2 纤维混凝土增强增韧机理研究进展224

8.2.1 纤维轴向拉拔模型225

8.2.2 纤维斜向拉拔模型230

8.3 纤维混凝土异型纤维轴向拉拔破坏模型232

8.3.1 异型钢纤维轴向拉拔试验232

8.3.2 异型纤维轴向拉拔力学模型235

8.3.3 计算结果比较与分析244

8.4 纤维混凝土纤维斜向拉拔破坏模型247

8.4.1 纤维斜向拉拔试验248

8.4.2 纤维斜向拉拔力学模型253

8.4.3 计算结果与分析257

参考文献262

第9章 大体积混凝土结构断裂损伤数值模拟方法及工程应用265

9.1 概述265

9.2 传统有限元法模拟大体积混凝土结构温度裂缝266

9.2.1 有限元分析温度裂缝的基本原理266

9.2.2 算例分析277

9.3 扩展有限元法模拟大体积混凝土结构温度裂缝296

9.3.1 扩展有限元法的基本原理296

9.3.2 算例分析302

参考文献308