基于能量法的水环境混凝土疲劳裂缝扩展模型

来源：水利水运工程学报杂志 2020年第3期北京时间：

作者：张秋宇,王立成

摘要：针对低频疲劳荷载与孔隙水压力的耦合作用，将混凝土疲劳裂缝扩展所消耗的能量分为两部分，一部分由低频疲劳荷载提供，另一部分由孔隙水压力提供，并给出了两部分能量的计算方法。基于能量的可叠加原理，结合混凝土断裂过程中能量释放率的概念，建立了低频疲劳荷载与孔隙水压力耦合作用下混凝土的裂缝扩展模型，并通过试验数据对模型进行了验证。结果表明：当孔隙水压力为0时，模拟曲线与试验数据吻合较好；当孔隙水压力与低频疲劳荷载共同作用时，水压作用会提供闭合裂缝张开时消耗的能量，促进裂缝的扩展，导致裂缝扩展速率增大，且随着孔隙水压力的增大，裂缝扩展速率增加，混凝土疲劳寿命降低。

关键词：混凝土, 疲劳荷载, 孔隙水压力, 能量法, 裂缝扩展