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混凝土结构或构件在浇筑成形的过程中,混凝土体内或表面将不可避免的存在细微裂隙等缺陷,即混凝土体中不可避免的存在初始损伤,在外界因素作用下,损伤会有所发展并会出现新的损伤,当损伤积累到一定程度时,混凝土体中将会出现宏观裂缝,而宏观裂缝的端部又将发生新的损伤,再积累而引起裂缝的扩展,这种持续的扩展将对结构的稳定性产生极大的危害。因此分析混凝土体内损伤及宏观裂缝开裂的发展规律,了解混凝土体内的应力场、位移场及损伤场,对于防止混凝土体出现损伤、断裂破坏有重要的借鉴作用。 本文在前人研究的基础上,通过单轴拉伸损伤试验,及其与单轴压缩损伤试验的比较,进一步结合正交异性损伤模型与指数函数损伤演变方程,对混凝土体中损伤的各向异性以及单轴拉伸和单轴压缩情况下损伤的差异性进行了研究探讨,经过公式推导,提出绝对值相等的拉、压应变产生的损伤具有一定的可比性,并给出了进行可比性换算的折减系数。在河海大学符晓陵副教授所编制的平面结构断裂有限元程序(DL08P4)基础之上,本文用FORTRAN 90语言编制的二维损伤-断裂有限元程序包,程序采用平面八结点等参数单元分析计算平面结构在外荷载作用下损伤及宏观裂缝的发展规律,考虑了混凝土结构体内存在着初始损伤和同时存在的拉、压损伤,并且采用更为合理的具有损伤含义的混凝土二维本构关系(即正交异性损伤模型中的本构方程)和指数函数模型建立的并可进行拉、压损伤可比性换算的损伤演变方程,较为真实地反映了实际情况。通过对几个实例分析计算,研究了损伤及裂缝变化发展规律,并给出了损伤等值线图。计算结果与实际情况符合得比较好,为分析平面结构的损伤场提供了一个较好的计算工具。