混凝土保护层锈胀开裂过程分析的细观刚体弹簧元模型

来源：计算力学学报杂志2017年第5期北京时间：

作者：梁永钦,王立成

单位：大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室, 大连 116024

摘要：建立了描述保护层锈胀开裂过程的细观刚体弹簧元模型（RBSM），获得了锈胀裂缝的扩展过程和保护层的力学响应。数值结果表明，锈胀裂缝开展过程与试验现象较为一致；混凝土采用弹性本构关系时，平均锈胀压力-径向位移曲线的斜率（模型刚度）与厚壁圆筒模型理论值接近；采用软化本构关系时，平均锈胀压力峰值与理论值接近，从而验证了本文模型的正确性。此外，探讨了保护层厚度和钢筋直径对锈胀过程力学响应的影响规律。结果表明，保护层厚度减小将导致峰值锈胀压力和径向位移降低；钢筋直径增大同样会导致峰值锈胀压力降低，对应的径向位移整体上呈现随钢筋直径增大而减小的趋势。

关键词：混凝土保护层,钢筋锈蚀,裂缝扩展,细观刚体弹簧元法,数值模拟,

基金资助：国家自然科学基金面上项目（51378090）；国家重点基础研究发展计划（973计划）（2015CB057703；2015CB057701）资助项目.