安丽媛，朱为玄，卓鹏飞，孙伟伟

(河海大学力学与材料学院，江苏南京 210098)

混凝土中微细裂纹和缺陷的生长与发展实质上是一个损伤断裂耦合的物理过程[1-2].根据裂缝扩展时整个系统能量的变化来判断裂缝的稳定性[3]，这种分析方法的概念比应力应变概念更为有利.在材料的破坏过程中，损伤和断裂裂纹是同时存在的，断裂力学只研究宏观裂缝的扩展稳定性及其扩展规律问题，损伤力学不涉及宏观裂缝的存在及其失稳扩展行为.因此，将二者结合起来研究材料的破坏就显得必要且合理.

笔者针对张开型裂纹的破坏过程[4]，通过损伤力学[5]和能量法推导出一种耦合效应参数:损伤型能量释放率，并采用数值仿真模拟三点弯曲梁的断裂过程(应用ANSYS有限元模拟)[6]，以形成该参数的理论应用基础.结合盖下拱坝的工程实例，建立设置人工底缝的有限元模型，进行裂纹前沿的断裂损伤分析，验证耦合理论的合理性，为该理论提供一种应用途径.

1 双G断裂模型与损伤型能量释放率的推导

混凝土的非线性断裂行为已经是公认的事实[7]，因此为了尽可能地使用线弹性公式描述，断裂过程区常常被等效为弹性裂缝[8].如以线弹性渐进叠加假定[9]作为基本前提，大连理工大学提出了双G断裂模型[10].该模型基于能量法分析原理，通过引进起裂断裂韧度 GⅠC，ini和失稳断裂韧度GⅠC，un(为Ⅰ型裂纹)作为2个阶段的分界点.混凝土的非线性断裂过程可归纳如下:(a)G＜GⅠC，ini，裂缝……