基于内聚力模型的混凝土细观拉压统一数值模拟方法

论文摘要

将混凝土内聚力模型的适用范围从原来的细观受拉断裂模拟拓展到了细观受压断裂模拟,并实现了用统一的数值方法来模拟混凝土受压和受拉的细观损伤破坏行为。参考以往的试验研究以及结合内聚力模型的特点,定义了内聚力单元的混合断裂准则以及全局接触关系;建立了不同网格精度的对照模型,讨论了网格敏感性问题;模拟了混凝土在单轴拉伸和压缩作用下的受力全过程,并对断裂能、界面强度、骨料形状和骨料材料类型进行了参数研究;从破坏形态和力学响应的角度探究了混凝土细观断裂和接触行为对整体力学性能的影响。结果表明:较受拉数值模拟,受压数值模拟结果的网格敏感性问题更突出,过粗的网格划分会限制模型的内力重分布;混凝土在单轴受拉时发生的是偏向于Ⅰ型断裂的混合型断裂,其中因Ⅰ型和Ⅱ型断裂能之差所致的混合型断裂能约占受拉总断裂能的一半;骨料颗粒的光滑程度越高,混凝土的单轴极限拉压强度也越高,但颗粒间的机械咬合作用越弱,导致抗压强度退化越快。

论文目录

• 1 研究背景
• 2 混凝土拉压统一模型的建立
•   2.1 模型组成与网格划分
•   2.2 接触行为
•   2.3 材料模型
•     2.3.1 实体单元
•     2.3.2 内聚力单元
• 3 细观混凝土建模与校调
• 4 受拉数值模拟结果
• 5 受压数值模拟结果
• 6 参数分析
•   6.1 断裂能
•   6.2 界面过渡区与砂浆内界面强度
•   6.3 骨料形状
•   6.4 骨料的材料类型
• 7 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 熊学玉,肖启晟

关键词: 混凝土,细观,数值模拟,内聚力模型

来源: 水利学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工,建筑科学与工程

单位: 同济大学土木工程学院,先进土木工程材料教育部重点实验室(同济大学)

基金: 国家自然科学基金项目(51578400,5178328)

分类号: TU528

DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20181061

页码: 448-462

总页数: 15

文件大小: 3165K

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