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热-水-力作用下混凝土细观XFEM-Peridynamics全耦合建模

热-水-力耦合; 扩展有限元；非局部损伤本构模型；混凝土细观

计算流体力学、多场耦合、生物力学、动力学等 > 多场耦合模拟

借用近场动力学力状态和变形状态的思想，构建了混凝土基体的非局部损伤本构模型，并由运动方程、连续性方程及热量平衡方程建立了混凝土作为饱和多孔介质材料的扩展有限元热-水-力全耦合计算模型。针对含界面的扩展单元，采用材料子域积分法进行其单元刚度矩阵的数值计算。中心含单个夹杂的多孔介质平板算例结果表明，建立的扩展有限元热-水-力全耦合模型的结果与有限元计算结果十分吻合，验证了模型的可靠性和有效性。将建立的扩展有限元模型应用到混凝土细观数值模拟中，获得了混凝土在热-水-力耦合作用下的应力、温度和孔隙水压力的分布规律，并探究了混凝土级配对内部温度应力的影响规律，得出了相同骨料含量下，降温冷缩时多级配混凝土产生的主拉应力更大，造成不利影响的结论。