混凝土尺寸效應的細觀數(shù)值分析及試驗研究.pdf

1、本文首先對混凝土棱柱體抗壓強度的尺寸效應現(xiàn)象和試件單軸受壓破壞全過程進行了試驗研究。試驗結果表明，混凝土單軸抗壓強度隨試件幾何尺寸的增大而降低；鋼筋混凝土試件的尺寸效應系數(shù)高于混凝土?；炷羶炔课⒘芽p的積累導致了其破壞。 然后，本文在細觀層次上將混凝土看作是由粗骨料、水泥砂漿基體和二者之間的界面層所組成的非均勻三相復合材料，采用最優(yōu)級配公式，計算了各粒徑骨料顆粒的數(shù)目?；诨炷凉橇想S機分布的特征，運用FORTRAN語言編寫了隨

2、機數(shù)生成程序，以及不同尺寸混凝土試件的二維平面和三維空間的骨料隨機投放程序，生成隨機骨料模型。 對有限元方法中的網格剖分方法進行了研究，采用多次網格剖分技術對隨機骨料模型進行了合適的網格剖分。 將骨料、砂漿、界面三種材料看作各向同性材料，由實驗測出骨料、砂漿以及混凝土的力學參數(shù)。對界面參數(shù)選取一系列離散值進行計算，得到了界面材料與混凝土材料的彈性模量的對應關系，驗證了界面相是混凝土三相中最薄弱的地方。 應用隨機骨

3、料的細觀有限元模型進行混凝土的單軸壓縮破壞性試驗，得到各數(shù)值試驗下試件的裂縫萌生、擴展直至貫通，試件破壞的全過程以及對應的極限承載力，并由極限承載力和試件幾何尺寸得出抗壓強度等力學參數(shù)。 分別建立均質混凝土模型、非均質混凝土模型，采用彈脆性損傷本構關系、損傷+塑性本構關系，研究試件的破壞過程，得到各模型的宏觀力學響應，與試驗結果進行了比較，分析了產生差異的原因。 選用合理的本構模型，對三種不同尺寸的混凝土試件進行了數(shù)值試