马天骁,张燎军,沈德建,王伟强

(1. 沈阳农业大学 水利学院,辽宁 沈阳 110866; 2. 河海大学 水利水电学院,江苏 南京 210098;3. 河海大学 土木与交通学院,江苏 南京 210098)

0 引言

在我国西南高地震烈度区建有大量的高坝,其中混凝土坝占有相当大的比例。在地震过程中,大坝抗震薄弱部位的混凝土很容易发生局部损伤、开裂,甚至产生贯穿性裂缝;基岩中存在的微裂隙也可能进一步地扩大、张开,严重影响大坝的抗震安全。为了真实地模拟地震过程中大坝和基岩的破坏过程,必须考虑坝体和基岩材料的非线性力学行为。经过长期研究,基于混凝土塑性损伤理论来计算分析混凝土坝在地震过程中的损伤开裂已经成为研究大坝抗震安全非常重要的手段之一。如LEE等[1]基于LUBLINER提出的塑性损伤模型,建立了能够考虑混凝土拉压损伤及拉压相互转化的损伤模型,并被大型有限元分析软件ABAQUS采用。很多学者采用塑性-损伤耦合模型,分析了重力坝、拱坝在超强地震荷载作用下的损伤开裂[2-7]。此外,张我华等[8]提出了能够考虑岩石类脆性材料的损伤破坏模型。李静等[9]、陈健云等[10]采用混凝土塑性损伤模型研究了强震下高拱坝的承载能力。这些研究表明,混凝土塑性损伤模型可以很好地模拟地震过程中大坝的损伤破坏。

值得注意的是,混凝土是一种由骨料和砂浆等组成的复合材料,在微观层面上分布有很多毛细孔隙和结晶等。混凝土并不是一种均质材料,这是它的固有特性。……