[发明专利]用于模拟聚乙烯醇纤维混凝土力学行为的算法、设备及存储介质

说明书

本申请公开了用于模拟聚乙烯醇纤维混凝土力学行为的算法、设备及存储介质，算法包括：利用广义胡克定律作为基本模型来模拟聚乙烯醇纤维混凝土的非线性弹性特征；在所述基本模型的基础上，引入损伤因子来修正所述聚乙烯醇纤维混凝土中由于聚乙烯醇纤维的掺入所产生的对混凝土引起的损伤影响、引入应变率强化因子来修正应变率影响，从而获得用以模拟聚乙烯醇纤维混凝土力学行为的本构模型；所述基本本构模型种的弹性系数取幂函数形式。

技术领域

本公开一般涉及土木工程领域，具体涉及一种用于模拟聚乙烯醇纤维混凝土力学行为的算法、设备及存储介质。

背景技术

纤维增强混凝土(Fiber Reinforced Concrete，缩写为FRC)，简称为纤维混凝土，是以混凝土为基材，以各种纤维为增强相组成的一组复合材料，是兴起于20世纪后半叶的一种新型建筑材料。常见纤维的种类包括钢纤维、合成纤维、天然纤维等，根据掺入纤维的种类不同，可以将混凝土分为：钢纤维混凝土、合成纤维混凝土、天然纤维混凝土和混杂纤维混凝土等。在混凝土中掺入纤维，一方面不会影响到混凝土材料自身的特性，另一方面纤维能发挥其自身材料的特性，从微观机制上改善了基体材料的性能，弥补了混凝土抗拉强度低、韧性差以及极限延性率小等弱点，使之具有一系列优越的物理和力学性能，从而广泛应用于各土木工程领域。

为了准确描述纤维混凝土在应力作用下的破坏全过程，同时为后续纤维喷射混凝土的设计提供参数依据，有必要对纤维混凝土的力学特性开展深入研究。但是现有技术中，并没有能够反映纤维混凝土受力破坏全过程的力学模型。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能够反映纤维混凝土受力破坏全过程的用于模拟聚乙烯醇纤维混凝土力学行为的方案。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于模拟聚乙烯醇纤维混凝土力学行为的算法，其特征在于，包括：

利用广义胡克定律作为基本模型来模拟纤维混凝土的非线性弹性特征；

在所述基本模型的基础上，引入损伤因子来修正所述纤维混凝土中由于纤维的掺入所产生的对混凝土引起的损伤影响、引入应变率强化因子来修正应变率影响，从而获得用以模拟纤维混凝土力学行为的本构模型；

所述本构模型的表达式为：

式中，

σ_d为纤维混凝土强化后的应力；

a为第一拟合参数；

b为第二拟合参数；

E为纤维混凝土的弹性模量；

m为控制弹性阶段曲线的形状参数；

ε₀为损伤初值；

n为第一Weibull分布参数；

F₀为第二Weibull分布参数；

ε为纤维混凝土应变；

ε_s为屈服应变。

进一步的，所述算法用以模拟聚乙烯醇纤维混凝土的力学行为。

进一步的，各参数的取值范围如下(如果有单位的话，请给出各参数的单位)：

E：10⁸～10¹⁰；

M：1-3；

ε₀：0～2×10^-3；

F₀：10^-4～10^-3；