DOI:10.12170/20220826001齐翠阁，邱莉婷，马福恒，等.大坝混凝土非连续变形的并发多尺度区域分解法[J].水利水运工程学报，2023（2）：121-128.（QICuige,QIULiting,MAFuheng,etal.Concurrentmulti-scaledomaindecompositionsimulationofdiscontinuousdeformationofdamconcrete[J].Hydro-ScienceandEngineering,2023（2）:121-128.（inChinese））大坝混凝土非连续变形的并发多尺度区域分解法齐翠阁1，邱莉婷2，马福恒2，张湛3，李子阳2(1.河南省石漫滩水库管理局，河南舞钢462500；2.南京水利科学研究院，江苏南京210029；3.深圳市深水兆业工程顾问有限公司，广东深圳518038)摘要:大坝混凝土的裂缝萌生和失稳扩展分析需要尽可能准确地模拟骨料和砂浆界面的弱不连续，而界面过渡区微米级的厚度模拟使得有限元网格存在网格剖分质量不佳和网格数量庞大的问题。通过在大坝混凝土细观结构的不同材料实体单元间预嵌零厚度界面单元，并进行宏细观子区域界面节点重新匹配，建立了骨料-砂浆-界面单元的宏细观区域分解有限元网格。同时结合隐式梯度损伤模型和内聚力模型，在同一模型中实现骨料、砂浆基质的损伤失效模拟及骨料-砂浆界面的弱连接到脱开模拟，构建了大坝混凝土非连续变形的宏细观并发多尺度区域分解模型。将模型用于某大坝混凝土的直接拉伸试验模拟，不同随机骨料模型均能捕捉骨料和砂浆界面的弱连接到脱开过程。重现的混凝土试件破坏形态与已有研究结果一致，证明了模型的合理性。本研究可为大坝混凝土损伤断裂力学性能的数值试验提供技术支持。关键词：大坝混凝土；非连续变形；并发多尺度；区域分解法；黏性界面单元中图分类号：TV313文献标志码：A文章编号：1009-640X(2023)02-0121-08开展大坝混凝土力学性能与断裂特性研究的物理试验或者数值试验均需采用高骨料含量的大尺寸试件，但由于大尺寸试件浇筑困难、试验设备要求高、试验成本制约等原因，难以在一般实验室实现，所以仅高坝大库或部分重要工程的全级配混凝土力学性能试验研究得到了开展[1-3]。虽然可采用湿筛混凝土试样代替全级配大尺寸混凝土试样进行力学性能研究[4]，但是原级配大坝混凝土与湿筛混凝土的力学性能在骨料含量逐渐提高情况下会出现显著差异[5]。此外，全级配或湿筛混凝土各项物理试验研究均需考虑细观随机结构的影响，而物理试验的试件数量通常较少，难以获得具有统计意义的试验结果。与此同时，数值试验已从单一的宏观尺度[6]或细观尺度[7]发展到了宏细观的多尺度...
