混凝土结构锈胀开裂的扩展有限元数值分析

摘要：

依据非均匀锈胀理论提出钢筋锈胀作用的计算方法,应用扩展有限元法(XFEM)建立了钢筋锈胀保护层开裂的有限元模型.数值分析表明:采用XFEM与混凝土黏聚力模型能有效模拟混凝土开裂及裂纹扩展,避免了网格重剖分的问题;预裂纹的存在抑制了混凝土裂纹萌生,却加速了裂纹扩展贯通保护层,且萌生始于预裂纹尖端,而非钢筋-混凝土锈蚀层界面处;初始无损伤结构裂纹萌生位置对称分布于锈蚀层界面一定范围内,裂尖距交界面距离越大,单元受锈胀影响越小,最终贯通保护层主要是锈胀位移与锈蚀产物渗入裂缝产生作用力共同作用的结果,且裂纹扩展角趋于120°;提高混凝土等级和增大保护层厚度能有效延缓锈胀裂缝的产生与发展,有利于提高结构耐久性.

关键词：混凝土结构、扩展有限元法、锈蚀、保护层、裂纹扩展、数值模拟

所属期刊栏目：34

分类号：TU375(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金51178264;铁道部科技研究开发计划项目J2011G003

在线出版日期：2013-05-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：32-40