考慮孔隙的混凝土單軸試驗(yàn)細(xì)觀數(shù)值模擬分析.pdf

1、混凝土材料內(nèi)部含有大量的孔隙、微裂紋等微缺陷，對(duì)混凝土材料的剛度、強(qiáng)度等多方面的性能有很大影響，這些微缺陷導(dǎo)致混凝土材料的力學(xué)性能非常復(fù)雜。然而在宏觀混凝土結(jié)構(gòu)中人們往往將這些缺陷忽略，做均質(zhì)化處理，忽略了其對(duì)混凝土材料宏觀力學(xué)特性及混凝土損傷斷裂的影響。
　　本文基于隨機(jī)骨料模型，考慮孔隙對(duì)混凝土材料宏觀力學(xué)性能的影響，從細(xì)觀層次出發(fā)認(rèn)為混凝土是由骨料、孔隙及砂漿基質(zhì)組成的三相復(fù)合材料?？紫稘M足蒙特卡洛規(guī)律隨機(jī)分布在砂漿基質(zhì)中。

2、通過(guò)定義不同含量的孔隙探討其含量對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　(1)建立含有孔隙相的混凝土隨機(jī)骨料模型（RAS）。在給定平面區(qū)間150mm×150mm內(nèi)，基于蒙特卡洛隨機(jī)分布規(guī)律，建立了混凝土隨機(jī)骨料模型。根據(jù)一定的尺度劃分網(wǎng)格，根據(jù)Voigt并聯(lián)模型將各個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的骨料相與砂漿基質(zhì)相進(jìn)行等效化處理。得到一次等效后的混凝土模型。
　　(2)采用復(fù)合材料三相球模型及中空?qǐng)A柱形管模型分析計(jì)算了含孔隙、微裂紋或

3、微缺陷混凝土材料的有效彈性模量和泊松比等參數(shù)。基于最大拉應(yīng)力破壞準(zhǔn)則，推導(dǎo)得到了多孔混凝土有效拉伸/壓縮/剪切強(qiáng)度及對(duì)應(yīng)的峰值應(yīng)變等與孔隙率之間的定量關(guān)系?；趶椥粤W(xué)理論，獲得了當(dāng)前孔隙率與初始孔隙率以及體應(yīng)變之間的定量關(guān)系。
　　(3)基于采用的含孔隙混凝土材料的脆性并帶有殘余強(qiáng)度的本構(gòu)準(zhǔn)則模型，采用細(xì)觀單元等效化方法模擬研究了二級(jí)配混凝土在單軸拉伸情況下的宏觀力學(xué)性能和變形過(guò)程，結(jié)果顯示：混凝土的有效宏觀強(qiáng)度隨孔隙率的增大而