混凝土多轴应力状态和冻融循环耦合效应的数值模拟方法

技术特征：
1.一种混凝土多轴应力状态和冻融循环耦合效应的数值模拟方法，其特征在于，包括：采用维度简化技术和细观组分简化技术，创建简化细观混凝土有限元模型；根据耦合效应参数，对所述简化细观混凝土有限元模型进行参数设定，所述耦合效应参数，包括冻融循环参数和多轴应力状态参数；对进行参数设定后的所述简化细观混凝土有限元模型，进行混凝土耦合效应有限元分析，所述混凝土耦合效应有限元分析，包括对混凝土耦合效应损伤分析和混凝土耦合效应损伤后的力学性能分析。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用维度简化技术和细观组分简化技术，创建简化细观混凝土有限元模型，包括：在三维混凝土模型为圆柱状的情况下，对三维混凝土模型，采用柱对称技术，得到能反映三维性能的二维有限元模型截面；根据所述二维有限元模型截面，采用轴对称技术，得到能反映三维性能的二维对称有限元模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用维度简化技术和细观组分简化技术，创建简化细观混凝土有限元模型，包括：在所述二维有限元模型截面上，仅设置混凝土单元和在所述混凝土单元上随机分布的孔隙单元；将所述孔隙单元与所述混凝土单元之间，采用嵌入式的约束方式。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冻融循环参数，包括冻融循环温度和冻融循环次数；所述根据耦合效应参数，对所述简化细观混凝土有限元模型进行参数设定，包括：根据所述冻融循环温度，确定所述孔隙单元和所述混凝土单元的温度变化区间；根据所述温度变化区间和所述冻融循环次数，设定所述孔隙单元的线膨胀系数；根据所述温度变化区间，设定所述孔隙单元的弹性模量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据耦合效应参数，对所述简化细观混凝土有限元模型进行参数设定，包括：根据对三维混凝土模型施加的外部多轴荷载或多轴约束条件，对所述简化细观混凝土有限元模型，设置荷载或约束条件；定义混凝土受压刚度恢复系数为0.6。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝土耦合效应损伤分析，包括：混凝土多轴应力状态和冻融循环耦合效应下的受压损伤程度及位置分布；混凝土多轴应力状态和冻融循环耦合效应下的受拉损伤程度及位置分布。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝土耦合效应损伤后的力学性能分析，包括：对混凝土多轴应力状态和冻融循环耦合效应损伤后的有限元模型，施加单轴或多轴荷载，获得耦合效应损伤后的混凝土单轴或多轴力学性能；根据所述混凝土单轴或多轴力学性能，得到多轴应力状态和冻融循环耦合效应的计算模型。8.一种混凝土多轴应力状态和冻融循环耦合效应的数值模拟装置，其特征在于，包括：
模型创建模块，用于采用维度简化技术和细观组分简化技术，创建简化细观混凝土有限元模型；参数设定模块，用于根据耦合效应参数，对所述简化细观混凝土有限元模型进行参数设定，所述耦合效应参数，包括冻融循环参数和多轴应力状态参数；有限元分析模块，用于对进行参数设定后的所述简化细观混凝土有限元模型，进行混凝土耦合效应有限元分析，所述混凝土耦合效应有限元分析，包括对混凝土耦合效应损伤分析和混凝土耦合效应损伤后的力学性能分析。9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的指令时，实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。10.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。

技术总结
本公开涉及混凝土力学领域，尤其涉及一种混凝土多轴应力状态和冻融循环耦合效应的数值模拟方法。所述数值模拟方法，包括：采用维度简化技术和细观组分简化技术，创建简化细观混凝土有限元模型；根据耦合效应参数(包括冻融循环参数和多轴应力状态参数)，对所述简化细观混凝土有限元模型进行参数设定；对进行参数设定后的所述简化细观混凝土有限元模型，进行混凝土耦合效应有限元分析(包括对混凝土耦合效应损伤分析和混凝土耦合效应损伤后的力学性能分析)。该过程以简单高效的方式实现了对混凝土多轴应力状态和冻融循环的耦合效应的数值模拟，使混凝土冻融循环分析更符合实际受力情况，提高了计算精度和计算效率，适于工程应用。应用。应用。


技术研发人员：王法承 李博
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2022.12.23
技术公布日：2023/3/10