Page 67 - 2024年第55卷第4期

表 ２ 材料本构模型及材料参数
材料 本构模型 材料参数

＝ ＝ ＝ ＝ ＝
Ｍｏｏｎｅｙ － Ｒｉｖｌｉｎ模型参数?ＭＰａ：ｃ １０ １２．３６９ ，ｃ ０１ ８．１２４ ，ｃ １１ ＝－ １７．６５３ ，ｃ ２０ ７．２７４ ，ｃ ０２ ３．０６２ ，ｃ ２１
＝
＝
＝－ ０．２９８，ｃ ３０ ０．０４３，ｃ ０３ ２．９４０
－ ０．４３７ ，ｃ １２
－ ７
－ ５
－ ３
－ ４
－ ６
＝
＝
＝
＝
＝
聚脲涂层 非线性黏弹性模型 Ｐｒｏｎｙ序列模型参数：τ １ ２．０ × １０ ，τ ２ ２．０ × １０ ，τ ３ ２．０ × １０ ，τ ４ ２．０ × １０ ，τ ５ ２．０ × １０ ，
＝ － ２ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝
τ ６ ２．０ × １０ ，τ ７ ０．２， τ ８ ２， τ ９ ２０， τ １０ ２００； ｇ １ ０．１１５７， ｇ ２ ０．１５３３， ｇ ３ ０．１７０３， ｇ ４
＝
＝
＝
＝
＝
＝
０．１５８５ ，ｇ ５ ０．１２３７ ，ｇ ６ ０．０８０９ ，ｇ ７ ０．０４４４ ，ｇ ８ ０．０２０４ ，ｇ ９ ０．００７９ ，ｇ １０ ０．００２５
＝
＝
法向粘结刚度 ｋ ｎｎ １００００ＭＰａ；切向粘结刚度 ｋ ｓｓ １０００ＭＰａ；
＝
＝
粘结层 拉力－ 张开位移模型 法向粘结强度 σ ｎｎ ２．５ＭＰａ；切向粘结强度 σ ｓｓ ３．２ＭＰａ；
＝
＝
法向断裂能 Ｑ ｎｎ ０．１８５Ｎ?ｍｍ ；切向断裂能 Ｑ ｓｓ ０．５２Ｎ?ｍｍ
图 ３ 伸缩缝位置涂层模型
本节数值模型工况情况如表 ３所示。考虑了 ５种不同的伸缩缝张开宽度，分别为 １、２、３、４和
５ｍｍ，每种伸 缩 缝 张 开 工 况 下 考 虑 １４种 不 同 的 水 压 荷 载，分 别 为 ０．３、０．５、０．７、０．９以 及 １．０～
１０．０ＭＰａ，分别进行各种工况下的聚脲基涂层剥离破坏计算。
模型单元类型、材料本构及参数选择均同 ＳＭ１组模型类似，不再赘述。为后文描述方便，模型统
一写为 “ＪＭ１ － Ｔ ＷＤ Ｃ Ｐ  － ” 格式，如 ＪＭ１ － Ｔ２Ｗ２０Ｄ３Ｃ２Ｐ５ － ｐｌａｓ模型表明所建模型聚脲涂
层厚度为 ２ｍｍ，伸缩缝宽度为 ２０ｍｍ，伸缩缝变形 ３ｍｍ，粘结强度为 ２ＭＰａ，外水压荷载为 ５ＭＰａ，
缝内填料为塑性填料。

表 ３ 伸缩缝模型计算工况
序号 工况 开裂宽度?ｍｍ 水压荷载?ＭＰａ

１ １ —１４ １．０ ０．３，０．５，０．７，０．９，１．０～１０．０
２ １５—２８ ２．０ ０．３，０．５，０．７，０．９，１．０～１０．０
３ ２９ —４２ ３．０ ０．３，０．５，０．７，０．９，１．０～１０．０

４ ４３ —５６ ４．０ ０．３，０．５，０．７，０．９，１．０～１０．０
５ ５７ —７０ ５．０ ０．３，０．５，０．７，０．９，１．０～１０．０

４ 计算结果及分析

４．１ 结构表面模型
４．１．１ 破坏模式 结构表面模型（ＳＭ１）计算结果如图 ４所示，当结构基面开裂时，裂缝两侧均发生粘
结层的剥离，且剥离长度随裂缝宽度增大而逐渐增大；剥离范围之外的拉应力主要由粘结层传递，剥
离范围内的拉应力则完全由聚脲涂层承担，因此裂缝附近的聚脲涂层拉应力显著增大，且出现颈缩现

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