高強高性能混凝土細觀數(shù)值演化分析.pdf

1、在細觀層次上，混凝土可以看作為由水泥基項、分散粒子和界面過渡層組成的三相復(fù)合材料。多年以來,人們對混凝土進行了廣泛的研究,但多半局限于宏觀方面。相對于普通混凝土,高強高性能混凝土(HSHPC)由于強度高、耐久性好和工作性能優(yōu)越成為未來混凝土技術(shù)發(fā)展的方向,但目前國內(nèi)外對它的認識還處于初級階段。基于上述現(xiàn)狀,本文提出一種模擬高強高性能混凝土細觀結(jié)構(gòu)的方法,從細觀層次揭示 HSHPC宏觀力學(xué)性能和斷裂過程,建立多相細觀到宏觀聯(lián)系的多尺度研究

2、方法,為研究 HSHPC的破裂機制奠定基礎(chǔ)。論文主要研究工作有:
　　(1)基于骨料分布和形態(tài)的隨機特性,將瓦拉文公式推廣應(yīng)用于確定二維混凝土試件截面凸多邊形骨料分布。提出了以圓形骨料模型中圓骨料的面積為控制參數(shù),以圓形骨料內(nèi)接多邊形為基架的凸多邊形隨機骨料算法。
　　(2)借助ANSYS軟件對隨機骨料模型進行有限元網(wǎng)格剖分,并賦予各相細觀單元相應(yīng)的力學(xué)性能參數(shù);基于損傷有限元分析方法,利用APDL語言編譯損傷有限元計算程序

3、,生成可進行數(shù)值試驗的“高強高性能混凝土數(shù)值試樣”。
　　(3)以C80混凝土作為高強高性能混凝土的代表,生成相應(yīng)的數(shù)值試樣,對其進行單軸載荷下的數(shù)值模擬,得到了相應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及損傷單元演化圖,并將數(shù)值模擬結(jié)果同真實試驗結(jié)果進行對比,對比結(jié)果吻合較好,表明數(shù)值模擬是準(zhǔn)確和可靠的;在此基礎(chǔ)上對高強高性能混凝土數(shù)值試樣進行無約束單軸受壓和受拉數(shù)值試驗,通過改變骨料和砂漿力學(xué)參數(shù)探討其對混凝土宏觀力學(xué)性能的影響,得出改變骨料抗拉強