コンクリート構造物の破壊解析に対する多等価直列相モデルの開発
コンクリートの破壊局所化に起因する寸法効果を記述する非局所型構成則として多等価直列相モデルを開発した。微視的レベルでの破壊局所化が破壊相と除荷相からなる直列相としてモデル化され、直列相の軟化応力－ひずみ関係は、塑性破壊エネルギー一定則に基づいて等価直列相の軟化応力－ひずみ関係に変換される。コンクリートの耐荷メカニズムとしては多数の等価直列相がコンクリート中の様々な方向に分布しているレオロジーモデルが仮定される。本モデルはコンクリートの構成関係の寸法効果実験を良好に再現することができる。また、本モデルを用いた有限要素解析では混合モード荷重下の実験試験体の破壊挙動や寸法効果を精度よくシミュレートできることが示される。
Development of Multi Equivalent Series Phase Model for Fracture Analysis of Concrete Structures
The Multi Equivalent Series Phase Model is derived as a nonlocal macroscopic constitutive law to describe concrete size effects due to fracture localization. Fracture localization at the microscopic level is modeled using a series phase consisting of fracture and unloading phases. Based on a constant plastic fracture energy law, the stress-strain softening relations of the series phase are converted into those of an equivalent series phase, taking into account the length of the series phase. The load-carrying mechanism of concrete is modeled as a number of equivalent series phases distributed with various orientations in the concrete. It is demonstrated that this model provides good predictions of experimentally obtained size effects on concrete constitutive relations. In finite element analysis using the model, previously reported fractures and size effects in experimental specimens under mixed mode I and II loading are well simulated.
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