高強(qiáng)高性能混凝土細(xì)觀數(shù)值演化分析.pdf

1、在細(xì)觀層次上，混凝土可以看作為由水泥基項(xiàng)、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(duì)混凝土進(jìn)行了廣泛的研究,但多半局限于宏觀方面。相對(duì)于普通混凝土,高強(qiáng)高性能混凝土(HSHPC)由于強(qiáng)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(duì)它的認(rèn)識(shí)還處于初級(jí)階段?；谏鲜霈F(xiàn)狀,本文提出一種模擬高強(qiáng)高性能混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)的方法,從細(xì)觀層次揭示 HSHPC宏觀力學(xué)性能和斷裂過程,建立多相細(xì)觀到宏觀聯(lián)系的多尺度研究

2、方法,為研究 HSHPC的破裂機(jī)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(jī)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(jī)骨料算法。
　　(2)借助ANSYS軟件對(duì)隨機(jī)骨料模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格剖分,并賦予各相細(xì)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(jì)算程序

3、,生成可進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)的“高強(qiáng)高性能混凝土數(shù)值試樣”。
　　(3)以C80混凝土作為高強(qiáng)高性能混凝土的代表,生成相應(yīng)的數(shù)值試樣,對(duì)其進(jìn)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(shí)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,對(duì)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(duì)高強(qiáng)高性能混凝土數(shù)值試樣進(jìn)行無約束單軸受壓和受拉數(shù)值試驗(yàn),通過改變骨料和砂漿力學(xué)參數(shù)探討其對(duì)混凝土宏觀力學(xué)性能的影響,得出改變骨料抗拉強(qiáng)