纖維混凝土細觀結構及破裂過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、纖維混凝土具有高延性和高韌性優(yōu)點,在土木工程等領域中得到廣泛的應用,但目前研究仍以宏觀試驗和定性分析為主,缺乏成熟的細觀力學模型,對其細觀力學性能與宏觀力學行為之間關聯(lián)性的研究仍較少見。本文從細觀角度出發(fā),采用細觀損傷力學理論和數(shù)值模擬技術,建立纖維混凝土細觀力學模型,探究纖維混凝土損傷與斷裂過程中裂紋擴展規(guī)律以及損傷與斷裂機制問題。
　　本文首先在細觀層次上把纖維混凝土看作是由粗集料、硬化纖維砂漿基體和兩者之間界面過渡區(qū)所組成的

2、三相非均勻復合材料,基于Monte-Carlo隨機抽樣方法,分析了混凝土內(nèi)部不同骨料的形狀幾何信息,提出了混凝土骨料隨機投放算法,建立了基于不同骨料含量和不同骨料形狀的纖維混凝土細觀結構數(shù)值模型。
　　基于分水嶺分割等圖像處理技術對纖維混凝土隨機截面進行了數(shù)字圖像處理和分析,通過矢量轉換技術建立了基于纖維混凝土真實骨料分布的細觀結構模型。利用粗集料的圓度、針狀系數(shù)和Blaschke系數(shù)等參數(shù)定量分析了混凝土內(nèi)部粗集料的形狀特征,并

3、利用粗集料主軸傾角和級配這兩個指標定量分析了混凝土內(nèi)部粗集料的空間分布特征。
　　從混凝土材料的細觀結構入手,通過室內(nèi)力學性能試驗和細觀損傷理論研究,建立了適合描述三相細觀介質力學特征的本構關系。利用有限元技術對纖維混凝土單軸受壓和彎拉試驗進行了數(shù)值模擬,模擬結果能夠較好地反應出纖維混凝土在不同受力狀態(tài)下的應力應變特點以及損傷與斷裂過程。
　　采用細觀數(shù)值模擬試驗分析了粗集料形狀和粗集料含量對纖維混凝土力學性能的影響。分析結