黄一凡 王向东

摘要 为了研究再生混凝土塑性阶段的损伤演化和刚度劣化，从能量损失的角度基于广义自洽模型对传统的非均质材料能量积分公式进行了重新推导，得到仅含位移的新能量公积分式用以重新定义损伤变量。通过公式计算可以得到损伤过程中的能量变化与劣化后的弹性模量。此外，模拟了再生混凝土单轴压缩，对比了重新定义的损伤变量与传统损伤本构模型的D-x曲线，对比分析发现，重新定义的损伤变量更符合再生混凝土单轴受压的一般破坏规律。

关 键 词 再生混凝土;塑性损伤演化;能量损失;非均质材料能量积分公式;单轴受压

中图分类号 TU528     文献标志码 A

Damage plasticity of recycled concrete based on energy loss theory

HUANG Yifan，WANG Xiangdong

（College of Mechanics and Materials， Hohai University， Nanjing， Jiangsu 211100， China）

Abstract In order to study the damage evolution and stiffness degradation of recycled concrete in the plastic stage， the traditional energy formula of heterogeneous materials is derived based on the generalized self consistent model. And a new energy increment formula with displacement only is obtained to redefine the damage variable. Through the formula calculation， the energy change in the damage process and the elastic modulus after degradation can be obtained. In addition， in order to compare the redefined damage variables with the traditional damage constitutive model， the numerical simulation of recycled concrete under uniaxial compression is carried out， and the damage variables in the process of compression are calculated. It is found that the redefined damage variable is more consistent with the general failure law of recycled concrete under uniaxial compression.

Key words recycled concrete; plastic damage evolution; energy loss; energy integration formula of heterogeneous materials; uniaxial compression

0 引言

再生混凝土作为回收利用废弃混凝土最有效的措施之一，一直以来对再生混凝土（RAC）力学性能的研究多为试验研究。Xiao等[1]对再生混凝土的试验研究进行了综述，发现不同研究者的结论不同甚至相悖。为了使研究更为节省时间、资源、资金，数值模拟已成为研究其力学性能的有效方法并广泛应用[2]。例如，Xiao等[3]对再生混凝土建立了晶格模型并模拟了单轴受压下的应力应变曲线。Zhou等[4]基于随机骨料模型提出了再生混凝土细观力学分析的有限元方法。

损伤力学主要研究材料内部微观缺陷产生和发展所引起的宏观力学效应及其最终导致材料破坏的过程和规律。从细观来看，与普通混凝土相比，再生混凝土结构更为复杂，一般认为是由天然骨料、旧砂浆、旧界面区、新砂浆、新界面区组成的五相复合材料[5]，如图1所示。……