本书在介绍现有经典断裂力学理论和模型的基础上，整理总结了作者近十年的研究成果。主要特色是采用电子散斑干涉技术和数字图像相关技术对混凝土的裂纹扩展规律进行观测，积累了大量的试验数据；另外，结合数值仿真技术，对混凝土的断裂行为进行模拟并与试验进行对比分析。值得一提的是，笔者团队首创的增量位移配合法求解混凝土的拉伸软化曲线，可以减少传统逆分析过程中的不适定问题。本书对混凝土断裂特性的试验研究和数值仿真，可以为研究混凝土断裂力学提供不同的思路，为研究其他准脆性材料的断裂特性提供参考
更多科学出版社服务，请扫码获取。
2019年入选贵州省高层次创新型人才"千层次"人才；
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 混凝土断裂力学研究背景 1
1.1.1 混凝土的基本力学特性 2
1.1.2 混凝土的破坏过程及机理 2
1.1.3 混凝土的断裂行为 3
1.2 混凝土材料的失效准则 4
1.2.1 基于强度的失效准则 5
1.2.2 基于断裂力学的失效准则 6
1.3 混凝土断裂力学研究现状 7
1.3.1 试验研究现状 7
1.3.2 数值模拟研究现状 8
1.3.3 混凝土断裂过程区的研究现状 9
1.3.4 往复荷载下混凝土断裂特性研究现状 11
参考文献 12
第2章 断裂力学基本理论 17
2.1 弹性平面问题基本理论 18
2.2 线弹性断裂力学 20
2.2.1 应力强度因子和断裂韧度 20
2.2.2 应变能释放率 21
2.2.3 几种常见边界的应力强度因子解析式 22
2.3 混凝土非线性断裂力学 25
2.3.1 黏聚裂缝模型 26
2.3.2 等效弹性裂缝模型 31
2.4 黏聚裂缝模型本构关系 38
2.4.1 黏聚裂缝模型假设 38
2.4.2 黏聚应力关系的确定 39
2.4.3 逐点位移配合法 42
参考文献 42
第3章 混凝土断裂力学特性试验研究 47
3.1 混凝土Ⅰ型断裂试验方法 47
3.1.1 直接拉伸试验 47
3.1.2 楔入劈拉试验 48
3.1.3 三点弯曲试验 51
3.2 混凝土裂缝的观测方法 62
3.2.1 ESPI技术 63
3.2.2 DIC技术 66
3.3 ESPI技术测量误差分析 69
3.3.1 消除ESPI测量误差的方法 70
3.3.2 刚体运动产生的位移误差 71
3.3.3 刚体运动产生的应变误差 74
3.3.4 试验验证 76
3.3.5 位移和应变误差的修正步骤 78
参考文献 78
第4章 混凝土断裂行为数值模拟 81
4.1 数值模拟解决裂缝扩展的常用方法 81
4.1.1 有限元法 82
4.1.2 数值流形法 82
4.1.3 无网格法 83
4.1.4 边界元法 83
4.1.5 扩展有限元法 84
4.2 利用ABAQUS软件的裂缝扩展模拟 84
4.2.1 虚拟裂缝闭合技术 84
4.2.2 内聚力模型 92
4.2.3 扩展有限元法 98
4.2.4 三种方法的对比分析 103
4.3 采用Fortran语言编程的数值仿真 105
4.3.1 弹性裂缝体数值模拟 105
4.3.2 混凝土裂缝的非线性数值模拟 109
参考文献 113
第5章 单调加载下混凝土的断裂特性 115
5.1 等效裂缝模型介绍 116
5.2 三点弯曲试验 119
5.2.1 材料和配合比 119
5.2.2 试验装置 120
5.3 试验结果及讨论 121
5.3.1 抗压强度fcu和弹性模量E 121
5.3.2 荷载-挠度曲线 121
5.3.3 断裂韧度 122
5.3.4 强度对断裂参数的影响 123
5.4 ESPI技术测量结果分析 126
5.4.1 ESPI测量注意事项 126
5.4.2 裂缝扩展过程实时观测 126
5.4.3 试件梁的整体变形分析 127
5.4.4 试件梁的局部变形分析 130
5.4.5 裂缝尖端的确定 133
参考文献 134
第6章 逐点位移配合法确定混凝土的拉伸软化曲线 136
6.1 逐点位移配合法介绍 137
6.1.1 基本假设 137
6.1.2 IDCM的理论背景 137
6.1.3 IDCM的计算步骤 139
6.2 混凝土断裂试验 142
6.2.1 混凝土配合比和试件 142
6.2.2 三点弯曲试验装置 143
6.2.3 巴西劈裂试验 144
6.3 试验结果及讨论 145
6.3.1 试件梁断裂面形态 145
6.3.2 荷载-位移曲线 147
6.3.3 混凝土裂缝演化规律 149
6.3.4 裂缝张开位移和裂缝长度 152
6.3.5 断裂过程区的增韧机制 152
6.4 数值模拟及结果讨论 154
6.4.1 数值模型 154
6.4.2 不同强度混凝土的拉伸软化曲线 155
6.4.3 TSC的准确性验证 158
6.4.4 TSC的参数分析 159
6.4.5 断裂过程区长度 161
参考文献 162
第7章 混凝土断裂特性的尺寸效应 166
7.1 混凝土断裂试验介绍 167
7.1.1 试件设计 167
7.1.2 三点弯曲试验 167
7.2 试验结果及讨论 168
7.2.1 荷载-位移曲线 168
7.2.2 全场位移场 172
7.2.3 裂缝张开位移 173
7.2.4 混凝土梁的断裂参数 176
7.2.5 断裂参数的尺寸效应 178
7.3 断裂过程区特性的尺寸效应 184
7.3.1 断裂过程区演化的定性观察 184
7.3.2 断裂过程区演化的定量分析 187
7.3.3 拉伸软化曲线 190
参考文献 193
第8章 往复荷载下混凝土断裂特性试验研究 196
8.1 试验介绍 197
8.1.1 混凝土试件准备 197
8.1.2 三点弯曲试验 198
8.2 试验结果及讨论 200
8.2.1 试件梁的荷载-位移曲线 200
8.2.2 试件梁的名义刚度 203
8.2.3 混凝土梁的耗散能与断裂能 207
8.3 混凝土的断裂过程区特性分析 209
8.3.1 断裂过程区的识别 209
8.3.2 断裂过程区的长度 213
8.3.3 断裂过程区的宽度 217
8.3.4 断裂过程区的形状 218
8.3.5 断裂过程区的损伤演化 219
参考文献 224
书单推荐
