泡沫混凝土多轴力学性能及其弹塑性损伤本构模型研究

【作者】 苏步云； 李志强； 王志华； 树学峰；

【机构】 太原理工大学应用力学与生物医学工程研究所；

【摘要】 作为轻质混凝土的代表,泡沫混凝土以其性能优异、造价低廉及环境友好等特点,从众多的节能环保型材料中脱颖而出。近年来,泡沫混凝土在建筑节能、安全防护等众多领域均得到了广泛的应用,引起了学术界的极大关注。然而,目前针对泡沫混凝土材料的研究大多集中于耐火、导热等功能性方面,相关的力学性能研究则相对较少。值得注意的是,不同于传统混凝土材料,泡沫混凝土内部的大量微孔结构使其成为了一类典型的多孔材料。因此,本文从多孔材料的角度入手,通过单轴拉伸、压缩以及常规三轴压缩实验,系统的研究了泡沫混凝土在不同应力状态下的屈服强度及失效机理,并据此建立了材料的多轴屈服准则。此外,基于Weibull分布函数和材料"三阶段"本构关系,建立了适用于泡沫混凝土材料的一维受压损伤唯象本构模型。同时,借助基于损伤能释放率的弹塑性损伤本构理论框架,结合相关实验结果(受拉/受剪损伤机制、屈服准则、塑性势函数、关联流动法则及硬化规律等)提出了适用于有限变形条件下泡沫混凝土材料的弹塑性损伤本构模型。上述本构模型将会为泡沫混凝土材料在实际工程中的设计与应用提供理论和数据支持。更多还原