(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210719326.4 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 林杭　谢世杰　胡盛斌　周天忠　 钟有信　纪学斌　陈智　石磊　 张睿　张维　林治宇　李瑞　 尹子怡　徐帆　 (74)专利代理 机构 长沙永星专利商标事务所 (普通合伙) 43001 专利代理师 周咏　米中业 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于霍尔丹分布的混凝土界面峰前剪切曲 线模拟方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于霍尔丹分布的混凝 土界面峰前剪切曲线模拟方法， 包括获取霍尔丹 分布的分布 函数； 将分布函数应用于混凝土界面 剪切曲线的峰前段得到峰前剪切曲线初始模拟 函数； 将峰前剪切曲线的峰值点坐标代入得到峰 前剪切曲线初始模拟函数的参数值； 采用指数函 数进行修正得到最终的峰前剪切曲线模拟函数； 采用峰前剪切曲线模拟函数进行实际的峰前剪 切曲线模拟 。 本发明提供的这种基于霍尔丹分布 的混凝土界面峰前剪切曲线模拟方法， 建立了基 于霍尔丹分布和指数修正系数的模拟模型， 且建 立的模型能够表征三种峰前曲线的剪切变形， 而 且通用性 好、 精度较高且科 学合理。 权利要求书1页 说明书7页 附图5页 CN 115270408 A 2022.11.01 CN 115270408 A 1.一种基于霍尔丹分布的混凝 土界面峰前剪切曲线模拟方法， 包括如下步骤： S1.获取霍尔丹分布的分布函数； S2.将步骤S1获取的分布函数应用于混凝土界面剪切曲线的峰前段， 得到峰前剪切曲 线初始模拟函数； S3.将峰前剪切曲线的峰值点坐标代入步骤S2得到的峰前剪切曲线初始模拟函数， 得 到峰前剪切曲线初始模拟函数的参数值； S4.将步骤S3得到的参数值代入峰前剪切曲线初始模拟函数， 并采用指数函数进行修 正， 得到最终的峰前剪切曲线模拟函数； S5.采用步骤S4得到的峰前剪切曲线模拟函数， 进行实际的峰前剪切曲线模拟。 2.根据权利要求1所述的基于霍尔丹分布的混凝土界面峰前剪切曲线模拟方法， 其特 征在于步骤S1所述的获取霍尔丹分布的分布函数， 具体包括如下步骤： 获取霍尔丹分布的分布函数 F(x)为 式中x为分布函数的自变量。 3.根据权利要求2所述的基于霍尔丹分布的混凝土界面峰前剪切曲线模拟方法， 其特 征在于步骤S2所述的将步骤S1获取的分布 函数应用于 混凝土界面剪切曲线的峰前段， 得到 峰前剪切曲线初始模拟函数， 具体包括如下步骤： 将获取的分布函数F(x)应用于混凝土界面剪切曲线的峰前段， 得到峰前剪切曲线初始 模拟函数τ(u)为 式中α 为第一 参数； u为剪切位移。 4.根据权利要求3所述的基于霍尔丹分布的混凝土界面峰前剪切曲线模拟方法， 其特 征在于步骤S3所述的将峰前剪切曲线的峰值点坐标代入步骤S2得到的峰前剪切曲线初始 模拟函数， 得到峰前剪切曲线初始模拟函数的参数值， 具体包括如下步骤： 将峰前剪切曲线的峰值点坐标(up, τp)代入峰前剪切曲线初始模拟 函数τ(u)， 计算得到 第一参数α 为 5.根据权利要求4所述的基于霍尔丹分布的混凝土界面峰前剪切曲线模拟方法， 其特 征在于步骤S4所述的将步骤S 3得到的参数值代入峰前剪切曲线初始模拟函数， 并采用指数 函数进行修 正， 得到最终的峰前剪切曲线模拟函数， 具体包括如下步骤： A.将步骤S3得到的参数值代入峰前剪切曲线初始模拟函数， 得到函数τ(u)为 B.采用指数函数形式的修正系数 对步骤A得到的函数τ(u)进行修 正， 得到最终的峰前剪切曲线模拟函数τ为 式中γ为第二参 数， 在实际应用时采用逐次逼近的统计方法进行确定 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115270408 A 2基于霍尔丹分布的混凝土界面峰前剪切曲线 模拟方法 技术领域 [0001]本发明属于混凝土工程领域， 具体涉及一种基于霍尔丹分布的混凝土界面峰前剪 切曲线模拟方法。 背景技术 [0002]混凝土材料以其可塑性、 整体性、 耐久性等优点在土木工程领域得到了广 泛应用。 在老混凝土结构上浇注新混凝土是混凝土结构补强加固中常用的手段， 可有效减缓大坝、 硐室、 桥梁等工程结构中混凝土的老化与损伤。 此时在新老混凝土共同承载情况下， 界面的 剪切力学性能是影响结构补强加固的关键。 此外， 混凝土与周围介质间的剪切力学特性也 是控制混凝 土结构力学 稳定性的重要影响因素。 [0003]在室内试验尺度上， 对混凝土界面的剪切变形行为进行了广泛的理论、 实验和数 值研究， 取得了丰硕的成果。 剪切应力 ‑位移曲线是评价其剪切力学特性最重要的考虑因 素， 为相似剪切破坏问题的数值计算提供了依据。 在现有的研究基础上， 研究者们充分认识 到， 剪切应力 ‑位移曲线 可被峰值点分为峰前和峰后两个关键阶段。 由于剪切试验要求特定 的试验条件， 试验结果本身 具有一定的离散性。 在实际应用中， 很难选择最合适的试验结果 来评价剪切本构关系。 理论建模是描述界面剪切特性的基础。 根据界面剪切的典型破坏曲 线， 除峰值应力外， 裂缝压实、 起裂和损伤的应力阈值均位于峰前阶段， 与裂缝的发展密切 相关。 因此， 对于峰前剪切曲线的研究， 就显得 尤为重要。 [0004]界面的峰前剪切应力 ‑位移曲线大致有三种类型， 分别为凹型曲线， 准线性曲线和 凸型曲线， 如图1所示。 目前， 已经有 大量学者对 该三种类型的峰前剪切应力 ‑位移曲线的建 模进行了研究。 但是， 目前的研究成果， 并无法同时且准确的同时模拟三种类型的峰前剪切 曲线。 这使得现有的研究成果， 不仅适用范围较差， 而且 模拟的精度不高， 实用性较差 。 发明内容 [0005]本发明的目的之一在于提供一种通用性好、 精度较高且科学合理的基于霍尔丹分 布的混凝 土界面峰前剪切曲线模拟方法。 [0006]本发明提供的这种基于霍尔丹分布的混凝土界面峰前剪切曲线模拟 方法， 包括如 下步骤： [0007]S1.获取霍尔丹分布的分布函数； [0008]S2.将步骤S1获取的分布函数应用于混凝土界面剪切曲线的峰前段， 得到峰前剪 切曲线初始模拟函数； [0009]S3.将峰前剪切曲线的峰值点坐标代入步骤S2得到的峰前剪切曲线初始模拟函 数， 得到峰前剪切曲线初始模拟函数的参数值； [0010]S4.将步骤S3得到的参数值代入峰前剪切曲线初始模拟函数， 并采用指数函数进 行修正， 得到最终的峰前剪切曲线模拟函数； [0011]S5.采用步骤S4得到的峰前剪切曲线模拟函数， 进行实际的峰前剪切曲线模拟。说　明　书 1/7 页 3 CN 115270408 A 3