杜成斌 黄文仓 江守燕

(河海大学力学与材料学院,南京 211100)

引言

混凝土是一种典型的准脆性材料,被广泛应用于土木和水利工程中.混凝土结构的破坏通常是内部微裂纹的萌生、发展贯通、形成宏观裂纹并扩展而引起结构失效的过程[1].因此,研究混凝土结构中裂纹的产生和扩展的过程至关重要.自20 世纪20年代开始,科研工作者们对固体材料破坏机理进行了大量深入研究,断裂力学[2-4]与损伤力学[5-7]得到了快速发展.

采用传统断裂力学方法时需要在断裂过程区划分足够细的网格,才能保证应力强度因子计算的准确性,且在模拟裂纹扩展时需要复杂的网格重划分[8],导致计算难度增大、效率降低.而采用传统损伤力学进行裂纹模拟时,仅需要在损伤过程区进行网格加密,无需复杂的网格重划分.损伤局部带的模拟一直是计算力学研究的热点.但传统的局部损伤模型会引起应变局部化,表现出明显的网格敏感性[9].为了弥补局部模型的不足,非局部模型[9-11]逐渐发展起来.这些非局部模型使用非局部变量作为损伤驱动变量,一定程度上减轻了网格敏感性,但在非局部变量的正则化过程中容易产生错误的结果,导致不切实际的损伤启动与扩展[12-13].并且一些非局部公式在软化阶段会不可避免地出现应力锁死的问题[14],即在损伤区域两侧出现不该有的应力传递.

近期,文献[15-16]受近场动力学[17]基本思想与统一相场模型[18-19]的启发,提出了一种……