基于材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)的混凝土數(shù)值模擬與性能分析.pdf

1、混凝土在細(xì)觀上可以看作是由粗骨料、水泥砂漿和界面組成的三相復(fù)合材料，由于三相材料組成的差異導(dǎo)致其力學(xué)性能也存在著很大的不同?；炷恋暮暧^性能在很大的程度上取決于這三相組分的體積比、各自的力學(xué)性能及其相互作用。因此研究這三相的結(jié)構(gòu)特性及其組合對(duì)深入研究混凝土物理力學(xué)性能具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本文采用數(shù)值方法模擬了混凝土材料的三相組成，并采用有限單元法分析了混凝土的主要性能。首先，根據(jù)體視學(xué)原理，得到了骨料累計(jì)分布函數(shù)與粒

2、徑之間的關(guān)系，利用Fortran語(yǔ)言編制程序，計(jì)算出骨料的粒徑和位置，模擬了混凝土二維圓形骨料的隨機(jī)分布，隨后根據(jù)材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)，建立起了混凝土的數(shù)值模型。其次，采用有限單元法計(jì)算了混凝土穩(wěn)態(tài)氯離子擴(kuò)散系數(shù)，將數(shù)值結(jié)果與C C Yang的試驗(yàn)結(jié)果和胞體數(shù)值模型的結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證，證明了本文模型用于計(jì)算混凝土穩(wěn)態(tài)氯離子擴(kuò)散系數(shù)的有效性，并討論了細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)混凝土穩(wěn)態(tài)氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響，數(shù)值結(jié)果表明混凝土穩(wěn)態(tài)氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨著界面厚度和界面

3、氯離子擴(kuò)散系數(shù)的增大而增大，隨著骨料最大粒徑的增大而減??；然后，采用有限單元法計(jì)算了混凝土的彈性模量，并設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證，證明了本文模型用于混凝土彈性模量計(jì)算時(shí)的有效性，討論了細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)混凝土彈性模量的影響，計(jì)算結(jié)果表明，混凝土的彈性模量隨著界面彈性模量和骨料最大粒徑的增大而增大，隨著界面厚度的增大而減小，界面的泊松比對(duì)混凝土彈性模量幾乎沒(méi)有影響；最后，采用有限單元法計(jì)算了混凝土的抗壓破壞強(qiáng)度，模擬了混凝土的受壓破壞過(guò)程，探討