[发明专利]一种混杂纤维混凝土弹塑性本构模型及其构建方法

摘要

本发明公开了一种混杂纤维混凝土弹塑性本构模型及其构建方法，以单轴及真三轴受压试验结果为依据，考虑了不同纤维类型、纤维体积掺量及长径比的影响，通过相应的应力-应变（轴向应变、侧向应变、体积应变）关系曲线，确定混杂纤维混凝土的三维空间破坏准则、强化/软化准则和非关联塑性流动法则，构建了反映纤维作用的增量型混杂纤维混凝土弹塑性本构模型。该模型能够准确地描述纤维混凝土的多轴强度、应变强化及软化、约束敏感性、塑性流非关联性等力学行为，具有广泛的适用性和扩展性。

主权项

一种混杂纤维混凝土弹塑性本构模型，其特征在于，所述模型为：${\mathrm{d\σ}}_{ij}=D_{ijkl}^{ep}{\mathrm{d\ϵ}}_{kl}^{tot}---\left(1\right);$其中为弹塑性刚度矩阵，$D_{ijkl}^{ep}=D_{ijkl}^{el}-\frac{D_{ijmn}^{el}\frac{\∂g}{\∂{\mathrm{\σ}}_{mn}}\·{\left(\frac{\∂f}{\∂{\mathrm{\σ}}_{pq}}\right)}^T{D}_{pqkl}^{el}}{{\left(\frac{\∂f}{\∂{\mathrm{\σ}}_{rs}}\right)}^T\·D_{rstu}^{el}\frac{\∂g}{\∂{\mathrm{\σ}}_{tu}}-\frac{\∂f}{\∂k}\frac{\∂K}{\∂{\mathrm{\ϵ}}_{ij}^{pl}}\frac{\∂g}{\∂{\mathrm{\σ}}_{ij}}};$为弹性刚度矩阵，E为混杂纤维混凝土弹性模量，v是混凝土泊松比；δ_ij是克罗内克函数，当i＝j时、δ_ij＝1，当i≠j时、δ_ij＝0；f(ξ,ρ,θ)为混杂纤维混凝土的加载面函数，$f(\mathrm{\ξ},\mathrm{\ρ},\mathrm{\θ})=\sqrt{2J_2}-K\left({\stackrel{\‾}{\mathrm{\ϵ}}}_p\right)\·{\mathrm{\ρ}}^{hf}(\mathrm{\ξ},\mathrm{\θ})=0;$是强化/软化参数，其演化规律与纤维特征参数相关；ρ^hf(ξ,θ)定义了混杂纤维混凝土的破坏准则J₃＝det(s_ij)；g(σ_ij)是混杂纤维混凝土的塑性流动势函数，g＝ξ+αρ+βρ²+const＝0，$\mathrm{\ξ}=I_1/\sqrt{3},$I₁＝δ_ijσ_ij，$\mathrm{\ρ}=\sqrt{2J_2},$$J_2=\frac{1}{2}{s}_{ij}{s}_{ij},$s_ij＝σ_ij‑σ_kkδ_ij/3，α和β为混杂纤维混凝土材料常数。