混凝土隨機(jī)損傷數(shù)值仿真研究.pdf

1、作為一種準(zhǔn)脆性材料，混凝土的開裂行為及破壞機(jī)理一直是力學(xué)、材料學(xué)和土木工程學(xué)科的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。數(shù)值仿真技術(shù)的興起為研究者提供了強(qiáng)有力的工具來模擬材料細(xì)觀性能與宏觀現(xiàn)象之間復(fù)雜的關(guān)系。通過數(shù)值仿真再現(xiàn)物質(zhì)世界中的各種現(xiàn)象，一方面可以使人們對其過程有深入了解，另一方面，也可以檢驗(yàn)、校正人們對事物本原認(rèn)識(shí)（基本原理、假設(shè)模型）上的偏差。數(shù)值仿真技術(shù)既是研究的工具，也是檢驗(yàn)的手段。沿著這一方向，本文通過數(shù)值仿真技術(shù)研究了混凝土的開裂行為及破壞

2、機(jī)理。主要內(nèi)容如下： ⑴借助數(shù)字圖像處理技術(shù)對真實(shí)混凝土試件截面進(jìn)行圖像處理，得到具有重要原始信息（位置、形狀、尺寸）混凝土數(shù)值模型。其次，在細(xì)觀分析基礎(chǔ)上，將混凝土分為骨料、硬化水泥漿體及界面過渡區(qū)三相介質(zhì)材料；對各相材料細(xì)/亞細(xì)觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了考察，提出了細(xì)觀各相本構(gòu)關(guān)系。最后，將這些本構(gòu)關(guān)系賦予具有真實(shí)混凝土內(nèi)部信息的數(shù)值模型，建立了基于微觀結(jié)構(gòu)，具有真實(shí)物理背景的細(xì)觀損傷數(shù)值試件。 ⑵通過系統(tǒng)安排，一方面對數(shù)值試件進(jìn)

3、行仿真分析，另一方面對真實(shí)試件進(jìn)行加載試驗(yàn)，以混凝土單軸拉、壓試驗(yàn)來校正數(shù)值試件參數(shù)。在校正基礎(chǔ)上對混凝土的重復(fù)加載試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值仿真，并對重復(fù)加載過程中的能量耗散問題進(jìn)行了討論。然后，將混凝土數(shù)值試件外推至二軸受力狀態(tài)，進(jìn)行了二軸拉/拉、二軸拉/壓以及二軸壓/壓的數(shù)值仿真，并與真實(shí)試驗(yàn)結(jié)果比較?；谏鲜鰯?shù)值試件，對混凝土材料中隨機(jī)性的影響問題進(jìn)行了初步研究。 ⑶為解決具有真實(shí)混凝土內(nèi)部信息的數(shù)值試件獲取不易，數(shù)量不多的缺點(diǎn)，同時(shí)