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第２９卷第２期２００７年４月重庆建筑大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶ０１．２９Ｎｏ．２Ａｐｒ．２００７混凝土损伤本构模型研究评述＋于海祥，武建华，李强（重庆大学土木工程学院，重庆４０００４５）摘要：现有混凝土本构关系主要是基于成熟的经典弹塑性模型所建立的，弹塑性模型在数学上较严格，但是与混凝土材料破坏机理不协调，各国学者针对混凝土这类特殊多相复合材料提出了很多基于不可逆热力学理论的损伤本构模型。
系统综述了混凝土损伤本构研究的成果，在分析了各个有代表意义的混凝土损伤本构模型基础之上，对比研究了各个模型的特点及各自适用范围，通过总结前人成果，为损伤本构模型研究提供了思路。
关键词：混凝土；损伤力学；本构关系中图分类号：ＴＵ５２８．０１文献标识码：Ａ文章编号：１００６—７３２９（２００７）０２一００６８一０５ＡＲｅｖｉｅｗｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅＤａｍａｇｅＣｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅＭｏｄｅｌｓＹＵＨａｉ—ｘｉａｎｇ，ＷＵＪｉａｎ—ｈｕａ，ＬＩ—Ｑｉａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４５，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅａｒｅｍａｉｎｌｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｔｈｅｃｌａｓｓｉｃｅｌａｓｔｉｃ—ｐｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｓｗｈｉｃｈａｒｅｒｉｇｏｒｏｕｓｏｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ｂｕｔｎｏｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｏｎ—ｃｒｅｔｅ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｕｎｔｒｉｅｓｐｒｏｐｏｓｅｄｖａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆｄａｍａｇｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｒ—ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓｔｈｅｏｒｙｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｄａｍａｇｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｒｅｖｉｅｗｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｌｓｆｏｒｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅａｃｈｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｍｏｄｅｌａｎｄｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｓｃｏｐｅｏｆｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｒｅｖｉｅｗｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅｄａｍａｇｅｍｏｄｅｌｓ，ｓｏｍｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓｃａｎｂｅｐｒｏ—ｖｉｄｅｄｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄａｍａｇｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｃｓ；ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌ随着混凝土应用于核电站安全壳、海洋采油平台等结构，荷载作用及结构形式越来越复杂，对这类结构而言，建立合理的混凝土本构模型及相应的破坏准则成为影响分析结果准确性的最根本的因素。
0 引言混凝土作为土建施工主导型材料，在隧道、桥梁、工业与民用建筑等各类工程中发挥着重要作用。
作为一种胶凝材料，不同组分的固有性质、配合比及固液气三相之间物理化学反应，使得混凝土材料类型多样。
混凝土内部含有大量的微裂缝和微空洞，使其具有非线性、随机性等力学行为特点，与可作为均质体假定的金属材料物理力学性质有较大不同。
应用过程中混凝土强度与适宜性的误差主要来源于对混凝土应力应变行为（即本构关系）认识不到位。
本构关系的研究一直是混凝土材料基础理论科学的研究重点，已发展形成了多种理论本构模型，如弹性力学本构关系、塑性力学本构关系、断裂力学本构关系、损伤力学本构关系，以及针对高温、低温等特定环境下的本构关系。
上述本构关系又可分为弹性与弹塑性、细观与宏观、确定性与随机性等类型，虽然研究成果百花齐放，但也反映出既有本构关系适用性差、对受力行为预测误差大等缺点。
在前人研究成果的基础上[1-11]，对混凝土的本构研究成果进行分类概括梳理，评述各种理论的特点，并提出有待解决的关键问题及发展趋势。
1 研究现状及评述国内外对于混凝土本构关系的研究可分为基于试验建立的本构关系和基于理论建立的本构关系2种，后者又可分为基于弹性理论、塑性理论、断裂力学理论、损伤理论、内蕴时间理论、人工智能神经网络理论等。
基金项目：国家自然科学基金委员会-中国铁路总公司高速铁路 基础研究联合基金项目（U1434211）第一作者：马伟斌（1977—），男，研究员，博士。
混凝土本构关系研究进展及发展趋势马伟斌，王志伟，张千里，杜晓燕（中国铁道科学研究院集团有限公司 铁道建筑研究所，北京 100081）摘 要：对混凝土本构关系的发展、沿革、应用及存在的问题进行梳理和评述，概括分析各类本构关系具有代表性的研究成果。
研究指出混凝土本构关系研究在试验技术、理论研究、学科交叉等方面存在的关键科学问题；从学科融合、监测检测技术手段发展等方面对本构关系的发展指出了研究方向；阐明损伤力学本构与人工智能神经网络技术本构具有广阔发展前景；指出特殊环境下专门性本构模型有待进一步深入研究。
第 36 卷第 6 期2023 年12 月振 动 工 程 学 报Journal of Vibration EngineeringVol. 36 No. 6Dec. 2023考虑应变率效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型白卫峰1，2，张哲1，管俊峰1，苑晨阳1，2，马颖1，2（1.华北水利水电大学水利学院，河南郑州 450046；2.河南省水工结构安全工程技术研究中心，河南郑州 450046）摘要: 基于统计损伤理论，建立考虑应变率效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型。
考虑细观断裂和屈服两类损伤模式，将临界状态作为均匀损伤阶段向局部破坏阶段过渡的转折点，且滞后于峰值应力状态。
在动态荷载作用下，混凝土内部细观结构的力学性能发生变化，同时微裂纹的扩展形态、路径和和数量较准静态发生显著改变，进而改变了两类细观损伤模式的演化过程，可由5个特征参数来表征。
开展混凝土单轴压缩动态力学性能试验，获得了10-5~10-2/s应变率范围内的应力‑应变曲线。
利用6组试验数据对模型进行验证，结果表明：模型预测曲线与试验曲线吻合良好，表征细观损伤机制的特征参数随着应变率的提高显示出明显的规律性。
该模型可以较好地描述混凝土的动态力学行为，在应变率效应机理、细观损伤机制、宏观非线性本构行为之间建立起有效的联系。
关键词: 混凝土；单轴压缩；本构模型；细观损伤机制；应变率效应中图分类号: TV331； TU528.1 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523（2023）06-1503-13DOI：10.16385/ki.issn.1004-4523.2023.06.005引言混凝土在土木水利工程领域应用极其广泛。
在实际工程中，大多数混凝土结构都不可避免地要承受各种动态荷载的作用［1］，例如机械振动、地震、台风、海啸等。
动态荷载作用下，混凝土呈现出明显的应变率效应［2］，其力学性能受应变率影响显著。
为了对混凝土结构进行可靠的设计分析与安全评价，充分掌握混凝土的力学特性和细观机理是十分必要的。
“专家”开会论《规范》引⾃⽹易论坛上“ribbion”帖⼦⽼兄有机会听到相关专家就新规范中的⼀些问题作出的回应，整理出来给⼴⼤⽹友，功德⽆量，感谢！（本⼈稍作整理，红⾊部分为本⼈所加）第⼀部分：关于新规范中钢筋的连接、锚固及规范、标准图等⽅⾯的问题：专家（徐友邻、戴国莹、⽩⽣翔、沙志国、娄宇、郁银泉、吴汉福等）意见汇总：1.⽬前规范只是给出了⼀些具有代表性的钢筋连接、锚固做法。
在实际砼结构中，锚固及连接的情况是各不相同的，但由于缺少相关试验数据，规范组⽬前也⽆法分别给出做法。
⽐如，新规范提出了90度弯折锚固（0.6Lab+15d)可以等同于直锚La，这是基于试验的结果，那是不是可以(0.8Lab+10d)等同于直锚La呢，因为没有实验数据，⽆法下结论。
对于此类情况，专家的意见是：(1).参照规范已有的做法，从严执⾏;(2).设计⼈应对⼯程负责。
如果设计⼈有把握，规范不强求。
2.砼规范8.3.3中规定了⼏种弯锚及机械锚固情况下，锚固长度可相应折减。
这⾥需要注意两点：⼀是加长弯折段长度不能代替平直段，试验表明，加⼤弯折段长度，对钢筋锚固意义不⼤。
⽐如，将90度弯折锚固中的15d增加到20d，对锚固并⽆太多影响。
弯折段的主要作⽤是挤压锚固并防⽌钢筋拉脱；⼆是，⽔平段的主要作⽤为粘结锚固，⽔平段短了，粘结部位混凝⼟应⼒很⼤，会造成开裂进⽽产⽣钢筋滑脱。
3.混凝⼟规范中间层端节点⽔平段长度减⼩为0.4Lab(E)是考虑了上部柱的约束作⽤，不可乱⽤。
4.板柱-剪⼒墙结构中，柱上板带的抗震等级应按该结构体系中框架的抗震等级。
5.新的砼、抗震规范开始执⾏了，新⾼规10⽉开始执⾏，新地基基础规范年底也将执⾏，接下来还会有更多的新规范、新标准图开始执⾏。
现在设计⾏业有种不好的现象，拿规范当“圣经”；某些地⽅的审图单位，甚⾄拿标准图集内容当做强制要求，这些都严重妨碍了技术进步。
规范、标准图的⽬的都是为了更好地服务于⼯程，其修订的⼀个重要原因，是为了更好地解决⼯程中出现的问题，尤其在⽬前混凝⼟基本理论试验越来越少的情况下，混凝⼟的理论研究越来越多地要依赖于⼯程，在⼯程实际中发现并解决问题，提⾼我国混凝⼟的理论研究⽔平，这点不能本末倒置；另⼀⽅⾯，设计⼈员必须对规范的条⽂、图集的编制有深⼊的理解，了解其背景、理论含义、适⽤条件，不能⾃⼰都没弄清楚⽽胡乱使⽤。
我国混凝土损伤本构关系的研究现状摘要：从弹性与塑性损伤、各向同性与各向异性损伤、静力与动力损伤、宏观唯象以及细观和微观损伤、局部化与非局部化损伤这5个不同侧重点考虑，归纳介绍了近几年来我国学者在混凝土损伤类本构关系领域研究的进展，并提出了自己的意见，对其发展方向进行了展望。
关键词：混凝土；损伤；本构关系；研究现状引言混凝土是现代建筑结构中运用最广泛的材料，它的破坏是由于材料内分布的微孔洞、微裂纹在荷载的作用下不断成核、扩展、贯通形成宏观裂纹，造成承载力下降导致的。
要分析混凝土结构的受力特性，确保结构的可靠性，需要研究其微损伤的演化规律。
自1976年Dougill最早将损伤力学用于研究混凝土的受力性能以来，各种混凝土本构关系应运而生，不断发展。
从最初的单轴受拉各向同性弹性损伤模型，到现在针对具体情况有侧重点的建立起得的各种不同的损伤模型。
本文从弹性与塑性损伤、各向同性与各向异性损伤、静力与动力损伤、宏观唯象以及细观和微观损伤、局部化与非局部化损伤这5个不同侧重点考虑，介绍了近几年来我国学者在混凝土损伤类本构关系领域研究的进展，并对其发展进行了展望。
1弹性与弹塑性损伤模型混凝土是一种多相复杂的准脆性材料，在单轴或多轴压缩荷载作用下，混凝土表现出一定的塑性。
混凝土损伤模型按照是否与塑性理论结合，可分为弹性损伤模型与弹塑性损伤模型。
两者的区别主要在于，弹性损伤模型只考虑损伤对刚度的影响，弹塑性损伤模型考虑卸载时不可恢复的变形，卸载弹模不同，见图1。
图1循环加卸载实验的混凝土应力-应变曲线相比而言，弹塑性模型能够更为准确的描述混凝土的损伤演化特性，因而更加受到学者们的关注，近年来有很大的发展。
但由于弹塑性模型需要求解损伤与塑性耦合的复杂过程，计算复杂，参数众多，弹性损伤模型便于实际工程应用。
1.1弹性损伤模型在损伤力学理论早期的发展过程中建立了一些经典的混凝土损伤模型，这些模型是在对金属损伤研究的基础上考虑混凝土类材料的特性发展而来的。
土木工程学科前沿综述同济大学 项海帆李杰 吕西林 葛耀君 袁勇一、前 言1660年创立的虎克定律被认为是土木工程学科从古代进入近代的标志。
从那时到第二次世界大战结束的约三百年间，建筑材料方面由古代的石料、木材和砖瓦转变为以铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土，乃至早期的预应力混凝土。
理论方面则由十七世纪伽利略、虎克和牛顿奠基的土木工程设计基础理论发展出十八世纪以欧拉的稳定理论和库仑的强度理论和土力学理论为代表的更新的理论。
十八世纪蒸汽机的发明催生了英国工业革命。
1825年英国建成了第一条铁路，1863年伦敦又建成了第一条地铁。
转炉炼钢法(1856年)和钢筋混凝土(1867年)的相继问世促使了近代土木工程的快速发展。
19世纪的60年代和70年代还相继发明了内燃机和电机，到1885年德国造出了第一辆汽车。
铁路、公路、高层建筑和大型公共建筑(车站、展览馆、体育场馆等)在十九世纪的大量建设使近代土木工程在世纪末已达到了相当成熟的阶段。
继十九世纪下半叶的世界三大标志性工程：美国布鲁克林悬索桥(主跨486m，1883年)、法国埃菲尔铁塔(高305m，1899年)和英国Forth桁架桥(主跨520m，1890年)。
二十世纪上半叶建成的世界三大标志性工程是：美国旧金山金门大桥(主跨1280m，1937年)、澳大利亚悉尼拱桥(主跨503m，1932年)和美国纽约帝国大厦(高378m，102层，1931年)。
与此同时，20世纪的30和40年代也是土木工程有关力学理论和设计方法蓬勃发展和日臻完善的时期，结构稳定和振动理论、非线性大挠度理论、组合结构计算理论、梁桁空间计算理论、高层框架分析方法、板壳和薄壁杆件扭转理论等相继建立起来，为大跨桥梁、高层建筑和大跨穹顶结构的分析和设计提供了有力的支持。
第二次世界大战后，计算机的问世标志着土木工程进入了发展更为迅猛的现代时期。
在20世纪60年代，世界各国进入了战后大兴土木的高潮期。
高速公路网的建设和城市化进程大大推动了土木工程的发展。
