齐西力 徐懿 李汝佳 钱由胜

摘要：采用徐世烺的改进的双线性软化曲线模拟研究坝体不同初始裂缝在不同工况下的裂缝轨迹。由于所研究的对象具有材料的不均匀性，但为了研究的简便性，仅将研究的坝体简化为两种不同强度等级的混凝土。为了数值分析能够收敛，对于不规则的坝体了进行了分区划分单元格，数值分析的高度收敛验证了该方法的正确性。增量步与裂缝开口的正相关与实际情况较为吻合。

关键词：软化曲线；收敛；数值分析

一、引言

随着我国水力发电站不断发展，一座座的大体积混凝土大坝在全国各地的河流上不断崛起，由于混凝土是一种非均匀的材料，在建筑成型过程中由于各种原因都会在存在各种各样的初始缺陷。长期以来，对于混凝土大坝实体实验研究非常少，主要是因为为制作模型的成本非常大，而且由于缩小模型并不能完全真正的反应实体的真实工况，同时由于技术的限制，对于坝体的初始缺陷下裂纹扩展研究也较少，目前大多数采用的损伤模型模拟裂缝的扩展，通过损伤区域来初步判断裂缝的扩展情况。

二、软化关系

图4.13中位移-时间曲线图中的开始的张开位移都有为负数，原因是施加荷载时使用的是瞬时加载（1e-15s）。a、b图的裂缝张开口均不大于1mm，而c、d的张开却相对很大，主要是因为高程1243m位置重力荷载较大，抑制了裂缝的张开。在同高程位置与初始裂缝长度正相关，即初始裂縫长度越长，裂缝口张开的位移就越大。

5.结论

本文采用了徐世烺的建议双线性软化关系来数值分析带有初始裂缝坝体在不同工况先的裂缝扩展情况，研究表明在裂缝扩张过程中材料本身的属性对于裂缝的扩展没哟影响，裂缝的扩展轨迹主要取决于初始裂缝的位置与初始裂缝的长度。研究表明裂缝的张开位移与裂缝的长度是正相关的，这与实际情况也是吻合的。因为本文完全采用的是假设与数值分析，缺乏实验数据对比，因此在以后的研究中应更多的以实验数据做支撑。

参考文献：

[1][美]P.梅泰著.混凝土的结构、性能与材料[M].上海：同济大学出版社，2004，3.

[2]马怀发，陈厚群等.混凝土细观力学研究进展及评述[J].中国水利水电科学研究学报，2004，2（2）：69-74.

[3]徐世烺.混凝土断裂力学[M].北京：科学出版社，2011.

[4]George C.Sih， A.DiTommaso.Fracture Mechanics of Concrete .The Netherlands，Martinus Nijhoff Publishers.1985：51-70

[5] 徐世烺， 赵国藩， 刘毅，等. 三点弯曲梁法研究混凝土断裂能及其试件尺寸影响[J]. 大连理工大学学报， 1991（1）：79-86.

【作者简介：齐西力（1987.01-）男，汉族，湖南道县，硕士研究生，工程师，单位：贵州建设职业技术学院教师，研究方向：土木工程。】