第1章 混凝土材料的特点和破坏机理 1
1.1 混凝土材料的组成和基本构造 1
1.2 材料的基本特点 3
1.3 一般破坏机理 6
参考文献 7
第2章 混凝土的静态力学性能 8
2.1 单轴抗压性能 8
2.1.1 立方体抗压强度 8
2.1.2 棱柱体抗压强度 10
2.1.3 应力-应变全曲线的形状 13
2.1.4 全曲线方程 15
2.2 单轴抗拉性能 18
2.2.1 轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度 18
2.2.2 破坏过程与特征 20
2.2.3 应力-应变关系和全曲线方程 24
2.3 多轴受力性能 27
2.3.1 二轴应力状态 28
2.3.2 三轴应力状态 29
2.3.3 典型破坏形态及其界分 33
2.4 混凝土的破坏准则 36
2.4.1 预备知识 36
2.4.2 Drucker-Prager强度准则 46
2.4.3 William-Warnke三参数准则 46
2.4.4 Ottosen四参数准则 50
2.4.5 William-Wamke五参数强度准则 52
2.5 混凝土本构关系模型简介 55
2.5.1 混凝土线性弹性本构模型 55
2.5.2 混凝土非线性弹性本构模型 57
2.5.3 混凝土细观本构模型 62
2.5.4 细观单元三轴应力状态的等效一维化 64
参考文献 66
第3章 动力荷载的特点 67
3.1 引言 67
3.2 疲劳荷载 67
3.2.1 疲劳荷载的定义及特点 68
3.2.2 疲劳荷载的分类 69
3.3 地震作用 71
3.3.1 地震特征描述 71
3.3.2 地震动特征描述 75
3.4 冲击荷载 78
3.4.1 简述 78
3.4.2 快速试验机加载 79
3.4.3 SHPB试验加载 79
参考文献 80
第4章 混凝土动态试验设备 81
4.1 液压试验系统 81
4.2 落锤动力试验系统 84
4.3 Hopkinson压杆动力试验系统 86
4.4 射弹试验装置 88
4.5 其他动力试验设备 90
4.6 结论 91
参考文献 92
第5章 应变速率对混凝土力学性能的影响 94
5.1 应变速率对混凝土强度特性的影响 94
5.1.1 单轴动态抗压强度 94
5.1.2 单轴动态抗拉强度 96
5.1.3 多轴动态强度 99
5.2 应变速率对混凝土变形速率的影响 101
5.2.1 应变速率对弹性模量的影响 101
5.2.2 应变速率对混凝土泊松比的影响 102
5.2.3 应变速率对峰值应力处应变值的影响 103
5.2.4 应变速率对应力-应变关系曲线的影响 104
5.3 应变速率对吸能能力的影响 105
5.4 应变速率对混凝土破坏模式的影响 105
5.5 结论 106
参考文献 106
第6章 影响混凝土动态力学性能的因素 110
6.1 混凝土强度 110
6.2 骨料 112
6.3 养护条件 112
6.4 含水量 113
6.5 龄期 114
6.6 尺寸效应 115
6.7 试验设备和试验方法 116
6.8 加载方式 117
6.9 结论 118
参考文献 119
第7章 混凝土的动态力学性能 120
7.1 单向应力状态下混凝土动态特性 120
7.1.1 单轴动态直接拉伸性能 120
7.1.2 单轴动态抗压性能 132
7.1.3 动态荷载下混凝土破坏机理分析 138
7.1.4 小结 139
7.2 不同环境下混凝土的动态特性 140
7.2.1 不同环境条件下混凝土的动态特性 141
7.2.2 不同环境条件下混凝土的动态抗压特性 147
7.2.3 混凝土动态特性发生机理分析 151
7.2.4 小结 153
7.3 初始静态荷载对混凝土动态抗压特性的影响 154
7.3.1 初始静态荷载影响的试验研究 155
7.3.2 有初始静态荷载作用下混凝土的动态抗压性能 156
7.3.3 小结 159
7.4 变幅循环荷载作用下混凝土动态抗拉特性 159
7.4.1 研究方案设计 160
7.4.2 试验研究 161
7.4.3 小结 165
7.5 双向比例加载条件下混凝土的动态抗压特性 165
7.5.1 双向应力状态下混凝土动态性能试验研究 166
7.5.2 双向应力状态下混凝土的动态抗压特性 167
7.5.3 小结 175
7.6 单向恒定压力下混凝土的动态抗压特性 175
7.6.1 单向恒定压力下混凝土动态抗压性能试验研究 176
7.6.2 一向恒定压力下混凝土动态抗压性能 177
7.6.3 小结 182
7.7 三向应力状态下混凝土的动态强度和变形特性 182
7.7.1 三向应力状态下的混凝土动态性能试验研究 183
7.7.2 三向应力状态下混凝土的动态特性 185
7.7.3 小结 195
7.8 混凝土动力破坏准则 195
7.8.1 己有试验研究综述 196
7.8.2 修正的动态单轴强度关系 198
7.8.3 动态双轴拉压强度预测 200
7.8.4 动态双轴抗压强度预测 202
7.8.5 动态双轴强度包络线推荐公式 205
7.9 混凝土动力本构模型 206
7.9.1 一致黏塑性本构模型简介 207
7.9.2 Drucker-Prager材料一致率型本构模型 207
7.9.3 William-Warnke三参数一致率型本构模型 214
7.9.4 小结 222
7.10 混凝土动态特性试验数据处理方法研究 222
7.10.1 试验数据分析方法研究 223
7.10.2 小结 231
参考文献 231
第8章 混凝土动力特性的细观数值分析 238
8.1 混凝土细观特征与数值试件 238
8.1.1 混凝土细观力学简介 238
8.1.2 混凝土细观特征 238
8.1.3 基于有限元法的细观数值模型 240
8.1.4 混凝土细观数值试件的生成 243
8.2 混凝土材料力学性能的动态效应 250
8.3 应变速率效应的物理机制 251
8.3.1 黏性效应 251
8.3.2 惯性约束效应 252
8.3.3 微裂纹演化效应 252
8.4 混凝土受拉动态特性的细观数值模拟 253
8.4.1 混凝土动态受拉应变速率效应模拟算例 253
8.4.2 混凝土动态拉伸强度算例 259
参考文献 262
第9章 混凝土动态力学性能在工程中的应用实例 263
9.1 国内某高拱坝非线性地震反应分析 263
9.1.1 计算程序ADNFEM的设计 264
9.1.2 国内某高拱坝非线性地震反应分析 271
9.1.3 小结 294
9.2 基于ANSYS平台的混凝土坝静动力损伤破坏数值分析 294
9.2.1 简述 294
9.2.2 基于ANSYS平台的混凝土率本构损伤模型 295
9.2.3 三维应力状态的有限元损伤分析 300
9.2.4 拱坝横缝模型 304
9.2.5 拱坝静力损伤分析 305
9.2.6 拱坝地震响应损伤分析 310
参考文献 316