混凝土受壓和凍融循環(huán)過程的ANSYS模擬.pdf

1、混凝土材料試驗(yàn)是使試件從逐步開裂直至整體破壞的研究過程。只有對試驗(yàn)的全部結(jié)果進(jìn)行了分析,才可能估計(jì)出試件的受力特性。而某些實(shí)驗(yàn)研究不但非常昂貴,還需要耗費(fèi)大量的人力、時(shí)間,因此混凝土材料的非線性有限元分析正突顯出日益重要的作用。
　　 混凝土的非線性特性來源于其材料非勻質(zhì)特征。混凝土在水泥漿和骨料之間、在水泥漿內(nèi)部存在著大量的微裂縫、微氣泡,內(nèi)部的石子砂子大小分布也不均勻。隨著荷載的增加,這些裂縫不斷發(fā)展,混凝土的力學(xué)性質(zhì)也不斷

2、變化,反映在應(yīng)力應(yīng)變曲線上就是非線性的。本文采用大型有限元軟件ANSYS,利用分離式有限元模型和離散裂縫模型,通過模擬混凝土受壓過程中內(nèi)部裂縫的發(fā)展,來對混凝土進(jìn)行非線性有限元分析。
　　 在模擬混凝土試件受壓的同時(shí),本文還通過對試驗(yàn)條件適當(dāng)?shù)暮喕?模擬了混凝土凍融循環(huán)試驗(yàn)。本文中將混凝土分為骨料、砂漿、界面過渡區(qū)三部分,從混凝土的細(xì)觀損傷著手,研究由于凍融循環(huán)引起的凍脹變形、微裂縫等因素,對混凝土各部分宏觀力學(xué)性能造成的影響,

3、再將已經(jīng)受凍融循環(huán)的各部分組合到一起,進(jìn)行整體凍融后宏觀力學(xué)性能的測定。
　　 本文中的模擬方法具有通用性,當(dāng)把模型中的材料參數(shù),換為其它等級混凝土的材料參數(shù)時(shí)即可對其它等級的混凝土進(jìn)行模擬。本文的凍融循環(huán)的模擬試驗(yàn)中,在孔隙孔壁上施加了凍脹力。如果能通過實(shí)驗(yàn)測定混凝土受腐蝕時(shí),在孔隙內(nèi)產(chǎn)生新的化合物產(chǎn)生的膨脹力大小及變化規(guī)律,即可對其進(jìn)行模擬。以較小的代價(jià),盡可能真實(shí)地模擬混凝土受壓和凍融循環(huán)試驗(yàn),及試驗(yàn)中混凝土內(nèi)部細(xì)觀損傷是