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本文基于热力学基本原理和弹塑性理论,开展了混凝土材料热-力耦合本构模型的研究,建立了包含温度影响的混凝土本构模型,应用该模型对不同温度条件下混凝土材料的力学性质进行了模拟计算。本文主要开展了以下几个方面的研究: (1)混凝土材料热-力耦合本构模型的建立。在假定混凝土为弹塑性解耦材料的基础上,分别基于热力学原理和弹塑性增量理论推导弹性应变增量,损伤变量与塑性应变增量的表达式,建立了包含温度影响的混凝土材料热-力耦合本构模型。 (2)模型的验证。应用本文建立的热-力耦合本构模型,对不同温度条件下混凝土材料单轴受压的强度和变形特性进行计算,将计算结果与代表性试验结果进行对比,对本文模型进行验证。 (3)模型的参数研究。对本文建立的热-力耦合本构模型中的主要参数进行了敏感性分析,研究参数取值变化对模型计算结果的影响。 (4)模型的应用。应用本文建立的热-力耦合本构模型,对缺少试验结果的一些强度等级的混凝土在不同温度条件下的应力-应变关系以及不同应力水平下的温度-应变关系进行了模拟和预测。 应用本文模型得到的计算结果与试验结果符合良好,表明本文建立的热-力耦合本构模型能够对不同温度下混凝土材料的力学性质进行较为准确的描述。本文模型的计算结果符合混凝土材料力学性能试验的规律,因此本文模型能够对混凝土材料在火灾等高温条件下的力学性质和破坏现象进行描述和预测。 同时,本文模型中采用相对简单的方式考虑温度对混凝土材料力学性质的影响,因此本文模型的表达形式较为简单,参数较少,便于工程应用。