基于XFEM的RC梁静态破碎研究

娄荣^1,2，陈威文¹，钟振^2,3，周卫东¹，张鑫¹，王艳丽¹，杨熙华^2,3

1. 华汇工程设计集团股份有限公司2. 绍兴文理学院浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室3. 绍兴文理学院岩石力学与地质灾害实验中心

摘 要：建筑基坑内支撑的拆除是影响施工进度的重要因素之一。为提高施工效率,提出一种在钢筋混凝土支撑梁内部沿着梁轴线预埋大直径孔道进行静态破碎的拆除方案。在此基础上,通过扩展有限元方法(Extended Finite Element Method,XFEM)建立含预埋静态破碎孔(孔径为90 mm)的钢筋混凝土梁(截面尺寸为500 mm×500 mm)模型,并对其在静态膨胀压力作用下的破碎及裂缝扩展过程进行了模拟分析。模拟结果表明:内支撑梁的静态破碎过程可分为弹性变形、裂缝稳定扩展和裂缝失稳扩展3个阶段;基于虚拟闭合技术,进一步计算得到了复合开裂模式下的应变能释放率,计算结果显示:裂缝扩展以Ⅰ型裂缝为主,当膨胀压力达到19.4 MPa时,可实现破碎钢筋混凝土内支撑梁的目的。

关键词：内支撑梁;静态破碎;应变能释放率;扩展有限元法;钢筋混凝土;