随着混凝土材料科学和结构科学的发展,兴建的大型混凝土工程日渐增多,高强高性能混凝土也得到了广泛应用。同时,大体积混凝土工程中因早期裂缝引起的结构失效和耐久性问题等也日益突出。因此,急需研究混凝土早龄期阶段损伤断裂力学性能的发展。只有掌握早期混凝土力学性能的发展并采取相应措施,才能保证混凝土工程的长期质量。 本文的研究主要以早龄期混凝土基本力学性能试验及断裂性能试验为基础,并借助于大型通用有限元软件ABAQUS,对早龄期混凝土的损伤、断裂力学性能进行了有限元数值分析,研究内容包括: 1) 对早龄期混凝土三点弯曲断裂试验进行了数值模拟,分析比较了不同龄期LOAD—CMOD曲线以及LOAD—Displacement曲线,并用数值方法求解了临界裂纹尖端张开位移、临界应力强度因子这两个重要的断裂参数,为早龄期混凝土Ⅰ型断裂研究提供了有益的参考。 2) 基于Arrea和Ingraffea的经典梁模型,对该混凝土四点剪切梁断裂全过程进行了数值模拟,模拟结果体现了其在复杂应力路径下由初始混合型开裂逐渐转变为以张开型开裂为主导的特点。 3) 以早龄期混凝土单轴拉伸试验为基础,将ABAQUS的混凝土损伤塑性模型与弥散裂缝模型相结合,对试件的损伤、断裂全过程进行了数值模拟。数值分析表明,整个过程试件端部应力分布均匀,不同龄期试件的应力一位移曲线相互比较体现了混凝土由早龄期塑性逐渐发展为脆性的趋势。