土工合成材料定义范文第1篇

关键词：新材料, 新技术, 新工艺, 绿色施工

Abstract: With the progress of science and technology, human knowlege on the nature is more profound understanding, engineering vision increasingly open, building technology in recent years have made great progress. New engineering materials, building structure form, construction technology emerge. Greatly improve the overall level of construction projects, ensure the engineering quality and safety.

Keywords: new materials, new technology, new technology, green construction

中图分类号： TU198 文献标识码： A 文章编号：

随着科技的进步，人类对自然的认识更加深刻，工程视野日益开阔，建筑工程技术在近年来也取得了长足发展。新的工程材料、建筑结构形式、施工技术不断涌现。大大提高了项目建设的整体水平，保证了工程的质量和安全。下面根据我多年的经验和实践谈谈对建筑工程技术中新材料、新技术、新工艺和绿色建筑几个方面的一些认识，与大家共勉。

一、建筑工程新材料方面

建筑工程的发展离不开工程材料，建筑材料的更新是新型结构出现与发展的基础，而新型结构的出现又是新材料出现的驱动力。近年来，工程材料的发展可谓空前活跃，在高强度、轻质、高耐久性、绿色环保等方面都取得了长足的进步。

下面针对我这几天的学习和切身体会就目前正在或已经推行的几种新材料做简单的介绍。

（一）高强度材料

我国建筑工程实际应用的混凝土强度和钢筋强度等级均低于发达国家，结构安全度总体上比国际水平低，但材料用量并不少，为提高材料的利用率，建筑结构材料强度宜适当提高。因此，近年来，高强度的建筑结构材料不断涌现，所取得的经济社会效益明显，不但能直接减少材料使用量，而且还可缓解原料对生产、加工、交通运输、电力等耗费，有利于国家减少工业投入，更好地落实节约资源能源的基本国策。

1、高强度高性能混凝土

1.1其定义为：高强高性能混凝土指具有高强度、高工作度、高体积稳定性和高抗渗性的混凝土。《建筑业10项新技术》（2010版）将强度等级超过C80的高性能混凝土定义为高强度高性能混凝土。

1.2该材料的特点：采用高强度高性能混凝土可以减小截面尺寸，增大建筑的使用面积和空间，从而减轻结构自重，降低施工工作量，并达到更高的耐久性，获得较大的经济效益。

小结：经证实，该种混凝土在高层或超高层中使用较广，一般的民用建筑等很少涉及，鉴于其带来的优越性，应大力推广。

2、高强度钢筋

2.1其定义为：在国内，高强度钢筋是指《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）中规定的屈服强度为400MPa和500MPa级的普通热轧带肋钢筋（HRB）和细晶粒热轧带肋钢筋（HRBF）。

2.2该材料的特点：高强度钢筋可广范应用于非抗震和抗震设防地区的民用与工业建筑和一般构筑物，可用作钢筋混凝土结构构件的纵向受力筋和预应力混凝土构件的非预应力筋以及用作箍筋和构造钢筋等。其强度价格比随强度增加而逐步提高，高强度钢筋具有良好的经济效益。若能将我国混凝土结构的主导受力钢筋强度提高到400MPa～500MPa，则可节约钢筋用量30%。

小结：目前，根据新的技术规范要求，一级钢（Q235）已取消，市场已淘汰，更换为HRB300螺纹钢，使现浇顶板的钢筋含量减少，大大减少了混凝土裂缝等质量缺陷。

（二）轻质材料——轻骨料混凝土

轻质材料对于减轻建筑自重、节约材料用量、提高构件运输和吊装效率、减少地基荷载及改善建筑物功能等有重要意义。

1、其定义为：轻骨料混凝土是指采用轻骨料（轻粗骨料、轻细骨料或普通砂）、水泥和水配制而成的混凝土。

2、该材料特点：可以提高结构的比强度、增加水化程度和减少运输成本，同时力学性能只有微小下降或基本不下降，单方混凝土的原材料成本增加不多。轻骨料混凝土除了轻质的特性以外，其保温隔热、耐火、隔声及抗震性能也是普通混凝土所无法比拟的。

小结：此种材料在现实施工中已得到广泛应用，主要集中在二次结构和装修地面的垫层施工。收到了良好的经济效益和社会效益。

（三）绿色环保建筑材料

在我国新建建筑中，高能耗建材、高能耗建筑较为普遍。为实现建筑业节能减排的目标，需要大力发展绿色建筑，绿色环保材料是绿色建筑发展的基础。

1、绿色高性能混凝土

绿色高性能混凝土具有下列特征：更多地节约熟料水泥，减少环境污染；更多地掺加工业废渣为主的细掺料；更大地发挥高性能的优势，减少水泥与混凝土用量；具有较大的应用范围等。

2、再生骨料混凝土

指将废弃混凝土块经过破碎、清洗与分级后，按一定比例与级配混合形成再生混凝土骨料，部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成新的混凝土。目前，我国再生混凝土应用主要集中在非承重构件、混凝土楼面、道路路面等。

3、绿色墙体材料

绿色墙体材料是指无毒或低毒的健康型墙材、防火或阻燃的安全型墙材、耗能低的节能型墙材及各类新型多功能墙材。按其构造要求可分为建筑板材、轻质板材和复合墙体三类。

小结：上述三种材料为国家正在积极推广的新型材料，市场的占有率比较小，但作为绿色环保材料，必定会成为日后建筑材料应用发展的主要方向。

二、建筑施工新技术方面

随着科学技术的发展，建筑结构和材料技术的推动，涌现出一批新的施工工艺，如为满足高层/超高层建筑发展需要而产生的爬模、爬架技术，为提高施工质量和建设速度而产生的预制混凝土装配整体式结构施工技术等。

（一）建筑工业化新技术

为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能，优化产业结构，加快建设速度，改善劳动条件，大幅度提高劳动生产率，使建筑业尽快走上质量效益型道路，建筑工业化势在必行。

1、建筑用成型钢筋制品加工与配送技术

1.1其定义为：是指在固定的加工厂，利用盘条或直条钢筋经过一定的加工工艺程序，由专业的机械设备制成钢筋制品供应给项目工程。

1.2其特点为：集中化、专业化的钢筋加工配送不仅是提高建筑工业化和施工技术发展水平的重要体现，也是推进低碳建筑业发展的有效途径。

土工合成材料定义范文第2篇

【关键词】智能混凝土；研究；问题；应用

在科学技术日新月异的今天，材料科学也获得了很大的发展，作为建筑重要材料的混凝土不断向高性能、多功能和智能化方向发展。用它可以建造大型化和复杂化的混凝土结构。因此，研发具有主动、自动地对结构进行自我诊断、自我调节、自我修复、恢复的智能混凝土已成为混凝土的主要发展趋势。

一、智能混凝土的定义和研发过程

1、智能混凝土的定义

智能混凝土是在混凝土原有成分的基础上复合智能型的建筑材料，它使混凝土具有自我感知和记忆能力，能自己适应和自我修复特性的多功能型材料。依据它的这些特性可以有效地感知混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要，防止混凝土结构潜在的危险性破坏，它能根据检测结果自动进行修复，明显地提高混凝土结构的安全性和耐久性。总而言之，智能混凝士是自我感知和记忆、自我适应、自我修复等多种功能的综合体，缺一不可，但是以当今的科技水平制备完善的智能混凝土材料还相当困难。但近年来损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土，仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相继出现，为智能混凝土的研究打下了坚实的基础。

2、智能混凝土的研发过程

智能混凝土的基本材料与一般的混凝土没有什么区别，都是水泥和砂子。但是智能混凝土中还含有石英砂和各种加固的材料、纤维。这种石英砂和其他大量混在砂子中的石英砂是不同的，它的纯度很高，高达100%。依据它的特点，伊朗的土木工程师把智能混凝土应用到从修建水坝到铺设污水管的各个领域，并且不断地完善其应用技术。哈马丹布-阿里大学的穆哈穆德・尼力教授在智能混凝土中配入了聚丙烯纤维和石英粉，使其韧性大大提高，抗爆能力比普通混凝土高出数倍。卢合拉・阿里扎德的改进更加完善。萨韦省伊斯兰阿萨德大学阿里・纳扎里教授及其同事发表了多篇论文，研究使用各种氧化金属纳米粒子改变混凝土内部结构的方法。他们使用过氧化铁，氧化铝，氧化锆，氧化钛及氧化铜。材料经过纳米粒子处理后会呈现出极佳的属性。尽管只有几件小样品呈现出了这种属性，但至少证明了这个方法是可行的。使用这样的纳米粒子，有望制造出比拉法基混凝土强度高出四倍的混凝土。2008年，德黑兰大学发表了一份研究报告，研究的是智能混凝土抵御钢弹冲击的能力。一般情况下，这些在地震时都不是问题。研究发现，加有大量长钢质纤维的混凝土性能最佳。随着智能混凝土的研发过程的不断推进，其工能也在不断完善和强化。

二、智能混凝土的研究现状，及其研究中应注意的问题

1、智能混凝土的研究现状

对于具有自诊断、自调节和自修复功能的混凝土只是智能混凝土研究的初步阶段，它们不是具备智能混凝土的全部特征，而是只拥有它的某一个特征，所以说它们是一种智能混凝土的最初形成的简化形式。因此有人把它们叫做机敏混凝土。显然这种功能不完整的混凝土不能代替发挥智能混凝土的作用，当今科研工作者们正努力于将两种以上的功能进行混合组装在一起，这就是我们知道的智能组装混凝土材料的研究。智能组装混凝土材料是将具有自我感应、自我凋节和自我修复组件材料的功能，混凝土基材复合可以做到依据结构的需要进行排列，以此来达到混凝土结构的内部损伤的自我诊断、自我修复以及抗震减振的智能化。

2、智能混凝土研究中应注意的问题

在建筑房地产飞速发展的今天，智能混凝土具有非常广阔的前景，但是作为新型的功能材料，在运用到实际的工程中，我们还有一些问题需要进一步地加强探索和研究：例如碳纤维混凝土电阻率的稳定性、电极布置方式、耐久性等方面的研究；光纤混凝土的光纤传感阵列的最优排布方式研究；自愈合混凝土的修复粘结剂的选择研究，自愈后混凝土耐用和持久性能的完善等。这些问题的解决将对智能混凝土的进一步发展产生深远的影响。为进一步为促进智能混凝土的研究工作我们可以从以下几点着手。

首先，要用针对性地进行开发研究。研究的针对性是指要针对混凝土的性能发生恶化以及结构发生破坏等具体情况，采取不同的智能方法，例如可以针对这些情况，进一步缩小智能化范围，以某一种具体功能为对象，然后研究出相对应的方法。

其次，注重其实际应用中的可行性。浇注混凝土要在工程现场进行，因而应以原有工艺为基础开发相应的较为简单的方法。选用的材料应具有化学稳定性，要有利于安全施工，不挥发任何有刺激的气味以及其它有害物质等，并且还能够能大量使用而且成本较低。

再次，注意研究设计的综合功能性。采用智能化，虽能够提高材料的耐用和持久性，但是也存在一些负面影响。例如因为采用了某种材料虽可以对某种恶化情况进行控制以及进一步改善，但是否会对其它性能会产生，面对正反两方面的问题都在判断和设计时进行综合而全面的考虑和衡量。

三、智能混凝土的应用前景

智能混凝土是科学技术日新月异时展的结果，它的运用对重大土木基础设施应变的实量监测、损伤的无损评估、及时修复以及减轻台风、地震的冲击等诸多方面有很大的意义，对保证建筑物的安全耐用和持久性都具有十分重要的作用。而且随着现在建筑发展的智能化趋势，传统的建筑材料的研究、制造、缺陷预防和修复等都面临着强烈的挑战。智能混凝土材料作为建筑材料领域的高新技术，为传统建材的未来发展注入了新的内容和活力，也提供了全新的机遇。它发展可以使混凝土材料的应用具有更广阔的前景，相信也会带来巨大的社会经济效益。

四、结束语

综上所述，随着科学技术的创新运用到建筑材料领域，随之就产生了智能混凝土材料，智能混凝土材料的出现以及运用将会革新我国土木工程的建设，其意义重大。

【参考文献】

[1]马成松.信息化背景下的新世纪土木工程[A].土木工程与高新技术――中国土木工程学会第十届年会论文集[C].2002.

[2]丁勇，施斌，徐洪钟，等.基于仿生学的建筑物智能结构系统初探[J].防灾减灾工程学报，2004（04）.

[3]李济泽，严世榕.智能结构及其应用问题[J].引进与咨询，2003（01）.

土工合成材料定义范文第3篇

关键词：混凝土；规范；最小；水泥；用量；限制

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1混凝土配合中最小水泥用量要求的由来

众所周知，水泥是普通混凝土的主要组成材料之一，单方混凝土的水泥用量对混凝土强度、工作性、耐久性等各方面性能影响十分重要，在普通混凝土配合设计中提高最小水泥用量要求，是保证混凝土耐久性，满足混凝土拌合物工作性的重要技术措施。自我国1965第一本正式颁布的《钢筋混凝土工程施工及验收规范》直至1983年、1992年、2002年修编的规范都有对最小水泥用量进行规定。目前我国现行的JGJ55—2000《普通混凝土配合比设计规范》也对最小水泥用量及最大水灰比进行规定，同时，对抗渗混凝土要求，水泥和矿物掺合料用量不宜

小于320kg/m，泵送混凝土的水泥和矿物掺合料的用量不宜小于300 kg/m，另外， 其它一些现行的规范也对最小水泥用量作了具体规定，如GB50208—2002《地下防水工程质量验收规范》规定防水混凝土水泥用量不得小于300 kg/m，掺活性掺合料时，水泥用量不得少于280 kg/m，GB50119—2003《混凝土外加剂应用技术规范》规定掺防冻剂混凝土水泥用量不得低于300 kg/m，掺膨胀剂混凝土胶凝材料最小用量(水泥、膨胀剂和掺合料总量) 应符合补偿收缩混凝土300 kg/m，填充用膨胀混凝土350 kg/m，JGJ／T10—95《混凝土泵送施工技术规程》要求泵送混凝土最小水泥用量宜为300kg／m。诸如此类，各种标准规范对最小水泥用量都有明确规定，甚至一些地方标准按严于国家标准的编制原则，对最小水泥用量的数据还一再提高，或按原标准规范规定的“宜”升格为“应”，造成目前一些从业人员在混凝土结构施工过程中，将混凝土配合比中最小水泥用量的限制视为控制混凝土施工质量非常重要的一个环节，甚至陷入水泥用量宁多勿少的误区。

2我国水泥标准的变化及现状

我国颁布的水泥产品国家标准自1953年首次统一标准开始，先后经历1956年、1962年、1977年、1992年和1999年的五次制订修订过程。1953年采用13本软冻法，1956年采用原苏联的“硬冻法”，1977再次改用软冻法，1992年采用法定计量单位将原500#水泥调整为425#水泥，提高了普通水泥的细度要求， 增加了早强型水泥。1999年为了与国际接轨，从水泥胶砂强度检验人手，改变了沿用几十年的低水灰比，低胶砂比强度检验方法改用ISO胶砂强度检验方法，同时将水泥标号改称强度等级，又进一步提高了水泥强度的最低要求，取消了原标准中325#水泥，例如1962年的600#水泥，经1992年修订为 525#水泥， 1999年修订为42.5级水泥，致使现在所用水泥与老标准的水泥相比强度不断攀升。同时我国钢筋混凝土工程施工及验收规范对混凝土应用的水泥强度等级，也从GBJ10—65的水泥标号不得低于300#的规定，自然演变成现在的必须使用32.5级(相当于原标准的500#)水泥拌制混凝土。当然混凝土向高性能高强方向发展也需要高强度等级水泥，特别是自1999年水泥国家标准修订后，虽然淘汰了一些生产工艺落后的小水泥厂，从客观保证了水泥产品质量，但也迫使一些具备规模的水泥厂，不得不采取进一步提高水泥磨细程度(细度太细，拌制的混凝土容易出现浮浆而产生龟裂)，增加熟料中C3 S和C3A含量的措施来满足新的检验方法对水泥强度，特别是早期强度的要求，从而打破我国水泥熟料矿物组成C3S一般占37％～60％，C2S占15％～37％，C3A占7％～15％(一般为防裂不宜超过8％)，C4AF占9％～16％的成份组成，个别生产厂的 C3S含量明显超过60％，C3A含量也居高不下，致使近些年施工的混凝土工程经常发生开裂现象。一些水泥与高效减水剂相容性差，碱含量和水化热增高，混凝土材料的耐久性下降，为此， 一些专家学者纷纷呼吁从耐久性出发，建议在混凝土中减少水泥用量，代之以抗裂性较好的矿物掺合料(如粉煤灰和矿粉)。从混凝土行业发展方向来看高性能混凝土的应用和引人绿色混凝土的概念才能符合我国国情和可持续发展战略，所以在水泥标准的引导上不必过于倡导高强和早强，混凝土配合也不一定要求更多的水泥用量(不包括矿物掺合料)。

3几点建议

3.1宜在标准规范修订中适当弱化最小水泥用量要求

目前在执行现行标准规范时，难免碰到一些试验和实践验证成为可靠的技术。在实际应用时会遇到现行规范的制约，预拌混凝土生产目前大多掺高效减水剂和活性矿物掺合料，尽可能降低水泥用量，地下防水混凝土施工中时，由于掺加少量的膨胀剂来提高混凝土的抗渗性，替代了部分水泥，而GB50204和GB119规定： 防水混凝土与掺有活性掺合料时最小水泥用量不得少于280kg／m，混凝土生产企业只能按规范要求，在混凝土满足抗渗性和强度要求时，不得不增加水泥用量，以至于出现C25、C30、C32强度等级的抗渗混凝土配合比水泥用量同为280kg／m的现象。泵送混凝土最少水泥用量不得低于300kg／m，也会出现C20、 C25、 C30泵送混凝土水泥用量同为300kg／m现象。地下工程基础底板厚度超过1m时，即为大体积混凝土，就要考虑尽最大限度降低水泥水化热，防止产生温度裂缝，但由于受到最小水泥用量的限制，对配合比的设计造成极大困难。

3.2在标准规范中应进一步将“水泥”这一概念具体化

水泥的定义在GB／T4131—1997《水泥的命名、定义和术语》中已明确介定为：加水拌合塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。在相关建设工程的标准规范中，“水泥”一词目前常有两种含义，一是狭义的“水泥”，即专指符合水泥国家标准的水泥产品，再一是广义的“水泥”，包括矿物掺合料的广义的“水泥”，目前不同标准规范对广义的“水泥”大体有三种表述：第一，JGJ55—2000中明确当用活性掺合料取代部分水泥时，最小水泥用量即为替代前的水泥用量，“水泥”即为广义的水泥，是指水泥和矿物掺合料的总称。第二，GB119—2003中表述为胶凝材料最小用量(水泥、膨胀剂和矿物掺合料的总量)，此时广义的“水泥”含义用胶凝材料表述，即将混凝土中的水泥、膨胀剂和矿物掺合料总量称胶凝材料。第三，同是GB119—2003对掺防冻剂配合比规定最小水泥用量不得低于300kg／m，在同一本规范中对“水泥”的广义含义，文字表述方式不同，容易造成执行者的误解，此处的“水泥” 应是广义的的，即水泥和矿物掺合料的总称，容易被人误解为狭义的“水泥”， 是专指水泥用量。其它诸如JGJ／T10—95要求水泥用量宜为300kg／m，一般都能理解为水泥和矿物掺合料的总量，GB50208—2002规定当掺有矿物掺合料时， 水泥用量不得少于 280kg／m，这里的“水泥”就只能理解为狭义的水泥产品的用量。

本文建议在有关标准规范修订过程中，应先将“水泥”一词进行规范化表述， 以尽量减少标准执行者的误解。

土工合成材料定义范文第4篇

ABSTRACT: In ANSYS simulation accuracy of concrete unit is the key of structure analysis, this paper introduces in detail the theory of SOLID65 element, gives the method of using SOLID65 element, to provide reference for finite element analysis of concrete structure.

关键词：SOLID65单元 ；ANSYS ； 收敛准则

Keywords：SOLID65 element；ANSYS ；Convergence criterion

中图法分类号 TU441.3文献标识码A

钢筋混凝土结构在实际工程中应用已有百年的历史，随着科技水平的不断发展，许多组合结构涌现出来，正有逐渐代替钢筋混凝土结构的趋势，对新型的组合结构开展仿真分析，了解其承载力，刚度等力学性能显得尤为重要。目前为止对钢材本构关系的模拟已基本成熟，对混凝土模拟的是否准确成为整个结构分析的关键[1]。本文针对在结构工程仿真中应用广泛的ANSYS软件，对可模拟混凝土的SOLID65单元进行了论述及各种参数的准确设定，为开展组合结构有限元分析提供重要的支撑。

1 SOLID65单元理论基础

1.1单元线

单元应力-应变关系的总刚度矩阵表达式为（1）

式中，表示混凝土中包含的材料数目（最多可以设置三种材料，若M1=0，则表示没有其他材料，为素混凝土状态；若M1、M2、M3等于混凝土材料的编号，则不能忽略其他材料。M1、M2、M3对应于实常数定义表中需要输入的MAT1、MAT2、MAT3）。表示混凝土中钢筋的配筋率。表示混凝土的总刚度矩阵，是通过在各向同性材料中插入各向异性的应力应变关系而得到的。表示第i种材料（如钢筋、钢材、非金属FRP筋）的刚度矩阵。

1.2单元的非线

SOLID65单元能跟踪预测混凝土的弹、开裂和压碎。当在弹性范围内工作时，混凝土的刚度矩阵就是上面所说的弹性总体矩阵，若考虑混凝土的受拉开裂或受压而压碎的状态，则需要对上面的矩阵进行适当修正，达到与此状态符合的刚度。

开裂模拟

通过修正应力-应变关系，引入垂直于裂缝表面方向上的一个缺陷平面来表示在某个积分点上出现了裂缝。当裂缝张开时，后继荷载产生了在裂缝表面的滑动或剪切时引入一个剪切力传递系数来模拟剪切力的损失。

当裂缝在两个方向或三个方向上同时张开或同时闭合时，总体刚度矩阵需要重新修改，具体的修正刚度的表达式见《ANSYS单元参考手册》。SOLID65单元模拟四种状态：裂缝张开、裂缝闭合、压碎和完整单元。在具体结构的实际应用上，依据不同情况可以有多种不同的组合方式。

在单元局部坐标系下完成单元刚度矩阵的分析形成后，必须将其形式转换到整体坐标系下，其转换采用的表达式为：

（2）

其中，为描述局部坐标与整体坐标之间关系的转换过渡矩阵。在某个点上裂缝张开或闭合的状态是由开裂应变决定的。若出现这么一种情况，即在X方向上有可能发生开裂，则开裂应变的表达式可以描述为：

（3）

如果

压碎模拟

在单轴、双轴或三轴压力作用下，某个积分点上的材料显示失效了，就认为这个点上的材料被压碎了。而在SOLID65单元中，压碎意味着材料结构完整性的破坏。当出现压碎情况时，材料强度的退化对单元刚度矩阵的贡献几乎为零。

1.3 SOLID65单元混凝土屈服及失效准则

ANSYS中的混凝土材料可以预测脆性材料的失效行为。同时考虑了开裂和压碎失效模拟。多轴应力状态下混凝土的失效准则表达式如下：

（4）

式中，F是主应力函数。S表示失效面，是关于主应力及ft，fc，fcb，f1，f2 五个参数的函数。fc为混凝土单轴轴心抗拉强度。若应力状态不满足式（4）时，则不会发生开裂或压碎。应力状态满足式（4）后，若有拉伸应力存在将导致开裂，若有压缩应力存在将导致压碎。ANSYS中采用的失效面模型就是William-Warnke五参数强度模型。需要输入的五个参数的具体含义见表1。

表1 William-Warnke五参数意义

符号 物理含义

ft 单轴极限抗拉强度

fc 单轴极限抗压强度

fcb 等压双轴抗压强度

静压力

f2 双轴抗压强度

f1 三轴抗压强度

此外，当，失效面也可以仅仅通过ft和fc两个参数来指定，其他三个参数采用William-Warnke强度模型的默认值：fcb=1.2；f1=1.45fc；f2=1.725 fc。当三轴受压时，五个参数必须全部给出，否则将导致混凝土模型计算结果的不正确。由于F和S都可以用主应力、、表示，而三个主应力有四种取值范围，因此混凝土失效行为也可以分为四个范围。

上面所述只定义了W-W破坏准则，而非屈服准则。虽然理论上破坏准则和屈服准则是不同的，但工程上又常将二者等同，因为工程结构不容许有很大的塑性变形。在ANSYS中输入必要的参数后，仅仅定义了混凝土的W-W破坏准则和缺省的本构关系。对于SOLID65单元，屈服准则可以通过输入相应的应力应变关系定义Von Mises、Hill等屈服准则，而相应的流动法则、硬化法则也就确定了。当然也可以输入实验得到材料的应力应变数据。

2 SOLID65单元使用方法

2.1基本数据输入

SOLID65单元[2]包括一种实体材料和三种加固材料：可以用MAT命令定义混凝土材料常数；而加固材料的常数可以在实常数中定义，包括材料号、体积率、方向角。

2.2关键字定义

Keyopt（1）用于设定大变形控制：0-考虑大变形；1-不考虑；Keyopt（5）用于控制线性解答的输出：0-只输出质心的线性解；1-输出每个积分点的解；2-输出节点应力；Keyopt（6）用于控制非线性解的输出：0-只输出质心的解；3-同时给出积分点的解；Keyopt（7）用于设定是否考虑应力的松弛：0-不考虑拉伸应力松弛；1-考虑拉伸应力松弛。

3 收敛问题

在ANSYS中可以将收敛建立在力、力矩、位移、转动或这些项目的任意组合上，而且每一个项目可以有不同的收敛容限值[2]。其中以力为基础的收敛提供了收敛的绝对量度，而以位移为基础的收敛仅提供了表现收敛的相对量度。因此，最好采用以力为基础的收敛容限。ANSYS中混凝土问题计算收敛的主要因素有单元尺寸、子步数和收敛准则等。

4 结 论

本文详细介绍了SOLID65单元的理论基础，给出了SOLID65单元的使用方法，为开展混凝土结构有限元求解提供参考。

参考文献

土工合成材料定义范文第5篇

【关键词】智能材料;土木工程;现实应用

土木工程是以建筑施工和建筑结构为研究对象的重要学科。在当今的时代，人们对于建筑的要求越来越高，从一开始的安全性与舒适性的有机结合，到安全舒适前提下的美观和环保，再到现在上述所有前提下的智能化是人们对建筑不断变化的高标准和高要求。其中，智能化是随着科学技术发展越来越被人们重视和追求的建筑的特色。具体到土木工程领域，智能体现在各种计算机技术的应用和各种智能材料的应用。建筑的结构是固定的，建筑施工工程完工，建筑成型，除非外力干扰，其结构就稳定下来。但是当结构出现问题时，很难以一种简单的方式去解决。智能材料就能够解决这个难题。

一、智能材料概述

智能材料的兴起和发展距今并没有太长时间，严格意义上来说对智能材料的研究兴起于上个世纪最后二十年，直到新世纪以后才有了长足的发展。距今各国对智能材料也还处于研究的萌芽阶段，所以智能材料迄今并没有一个官方的统一的定义，我们这里可以将智能材料定义为具备智能特性的能够自主地对外部环境进行感知并且不断适应环境的高科技材料。智能材料是建筑材料届最新的宠儿，成为了天然材料和合成材料之后的新一代的优秀材料。智能材料具备天然材料和合成材料不具备的一些特点：它能够对周围环境进行感知，最常见的是对光、热、力的感知;它能够对周围环境的变化做出应对，随之变化;当周围的环境恢复到初始状态时，智能材料也能够恢复如初。

二、智能材料当前在土木工程中的应用

由于土木工程正是对建筑结构进行研究的学科，所以智能材料在土木工程中的作用是极大的。举例来说，运用智能材料能够对建筑本身的结构进行科学的检测。运用传统的材料，要想对建筑的结构性能进行检测，必须要充分地运用外力，加入外部的很多信息。在这种情况下，加入很多干扰的信息是无可避免的情况。而运用智能材料能够从内部将检测结果传导给检测终端，不会受到外部的干扰，也更能够反应建筑的结构性能。

其实智能材料严格意义上来说并不是只有一种，我们上文中所说的智能材料的感知和反馈其实是两种智能材料的应用，能够感知刺激的材料我们称之为感知材料，而能够根据外部刺激做出反馈或者变化的我们称之为驱动材料。前者能够智能地检测建筑内的各种刺激例如火、烟;后者则能够更多地在建筑安全问题上给予更高层次的保障例如记忆合金在建筑结构中的应用。

三、智能材料在土木工程中应用的局限性和未来发展

智能材料当前在土木工程中应用还是存在着一些局限性的：首先，成本过高。智能材料由于研发和制造本身的成本就高，要想大规模地应用到土木工程中还存在着建筑成本上的考虑。毕竟智能材料属于高科技产品，在相关原材料和制造工艺无法达到量产的情况下，成本是限制其应用的首要问题;其次，智能材料的发展还处于萌芽阶段，能够应用到土木工程中的智能材料种类少，功能少。尽管当前智能材料已经研究出许多种类也能够给建筑工程带来很多的便利，但是我们并不能称智能化的时代已经到来，智能材料还需要不断地向前发展;最后，智能材料的研究和发展没有一个确定的目标，这也抑制了其可持续地发展。当前智能材料依托于相关的技术，技术发展了，智能材料随之得到发展，而没有系统的研究规划。在未来，智能材料必将成为建筑工程的最基本的材料，那么在研究和应用的时候就应当有系统的目标，以建筑工程的需求为主研究各种智能材料的应用;并且尽可能地降低成本，使其能够广泛应用到一般民用建筑中去;进一步研究，与其他的学科综合起来交叉研究，研发出更多的真正智能化的智能材料，从而在建筑工程中解放大量的人力，能够切实给人们带来便捷，享受到科技的乐趣。

四、结语

第一次工业革命和第二次工业革命之间隔了一个多世纪的时间，第二次工业革命和第三次工业革命之间隔了也是一个多世纪的时间。我们无法预言第四次工业革命什么时候能够到来，但是我们现在正身处一个技术大爆炸的时代，所有领域的技术都呈现出火箭式的增长。土木工程领域的智能材料应用亦是如此。当前的智能材料其实正在萌芽阶段，材料的智能化还没有被充分开发出来，随着人们的需求越来越高和相关技术的不断发展，未来会有更多更智能的材料出现在土木工程中，为人们的生活带来更多的便利。

参考文献

[1]淘宝w，熊克等.智能材料结构[M].北京：国防工业出版社，2011