我院朱祥意博士最新科研成果發(fā)表在材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊International Journal of Fatigue

近日，我院朱祥意博士聯(lián)合河海大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)提出了一種“基于凍融損傷效應(yīng)的水工混凝土循環(huán)拉伸本構(gòu)模型”，相關(guān)成果發(fā)表在材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊《International Journal of Fatigue》（SCI源刊，中科院一區(qū)Top期刊），長沙理工大學(xué)水利與環(huán)境工程學(xué)院為第一單位。

中國北方寒冷地區(qū)的水工混凝土結(jié)構(gòu)極易遭受凍融損傷，水工混凝土長時(shí)間暴露于凍融環(huán)境下，即使進(jìn)行及時(shí)的加固修復(fù)，也會(huì)大大削弱其抵抗外部荷載的能力，從而威脅到水工結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行。對(duì)于混凝土類材料，其抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，而抗拉強(qiáng)度主要控制混凝土結(jié)構(gòu)的開裂行為，在服役期間起著至關(guān)重要的作用。并且水工結(jié)構(gòu)常受到高烈度地震作用、大功率泄洪作用、機(jī)組振動(dòng)及高速水流沖擊作用等，這會(huì)使水工混凝土承受連續(xù)的循環(huán)荷載，降低混凝土的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致水工結(jié)構(gòu)開裂，失去承載能力，最終發(fā)生破壞。然而，到目前為止，還沒有關(guān)于水工混凝土在凍融作用下循環(huán)拉伸性能的相關(guān)研究報(bào)道。因此，本研究考慮溫度引起的凍融損傷和外部荷載引起的機(jī)械損傷，提出了一種基于凍融損傷效應(yīng)的循環(huán)拉伸模型，揭示了經(jīng)受不同凍融循環(huán)后的水工混凝土在循環(huán)拉伸荷載作用下主應(yīng)變、主裂紋寬度及內(nèi)部微裂紋的演化規(guī)律。基于試驗(yàn)研究和理論分析，建立了考慮加-卸載本構(gòu)和真實(shí)骨料的DEM預(yù)測(cè)模型，并證明了該預(yù)測(cè)模型對(duì)凍融作用下的水工混凝土在循環(huán)拉伸力學(xué)響應(yīng)方面的適用性。

文獻(xiàn)引用：Zhu, X., Chen, X., & Ning, Y. (2023). Experimental and numerical research on cyclic tensile performance of high-strength hydraulic concrete subjected to freeze-thaw damage. International Journal of Fatigue, 173, 107703. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2023.107703.