混凝土材料和结构的破坏一直是研究者关注的焦点,但其损伤累积和渐进破坏机制尚无法精确描述。本项目引入新兴的适于求解不连续问题的近场动力学(Peridynamics,PD)思想,对混凝土细微观结构进行参数表征和统计分析,基于物质点间的相互作用建立考虑材料细微观结构特征的混凝土积分型非局部PD本构模型;构建相应的混凝土PD模型均质化方法、自适应算法以及误差估计方法,通过求解空间积分方程模拟混凝土结构中损伤累积以及裂纹萌生、扩展、贯通的渐进破坏全过程,突破基于连续介质力学理论的传统方法在模拟破坏问题时的瓶颈;通过不同静、动荷载实验验证混凝土PD本构模型和算法模拟结构渐进破坏的精度与效率;根据数值模拟结果找出混凝土细微观结构参数与宏观力学特性之间的内在联系,分析混凝土破坏的物理机制,为新型高性能混凝土的研发和混凝土结构的安全评估提供科学依据,并为混凝土类复杂非均质材料的损伤破坏模拟提供新的思路。
英文主题词Concrete;Failure;Peridynamics;Non-local Model;microstructure