地基变形诱发大面积混凝土结构断裂损伤的数值模拟研究

作者：荣建

来源：建筑施工, 2021, 43(11): 2428-2432.

DOI：10.14144/j.cnki.jzsg.2021.11.068

• 软土地基变形
• 大面积混凝土结构
• 附加应力分布状态
• 断裂损伤
• 数值模拟分析

针对软土地层地基变形可能引发大面积混凝土结构附加应力场及导致混凝土结构断裂损伤的问题,通过建立符合工程特性的数值模型,模拟典型地基变形形态,系统研究混凝土结构全寿命周期中地基差异沉降变形引起结构应力状态变化、裂缝形成与演化的基本规律。结果表明:地基变形将导致混凝土结构形成显著的附加应力场,其分布与地基变形特征参数密切相关且受变形曲率支配,曲率越大应力集中程度越高;结构损伤风险因素主要是拉应力超限引起的局部断裂损伤;混凝土结构断裂损伤的风险区域主要位于截面高度大、刚度突变区域;张拉应力与地基变形曲率半径呈负指数型关系,当地基变形曲率半径小于某一量值,结构局部张拉断裂损伤风险将急剧上升。结果对软土地层大面积混凝土结构工程抗渗设计具有借鉴意义。