混凝土細(xì)觀力學(xué)分析方法及數(shù)值模擬可以建立混凝土宏觀力學(xué)性能與其細(xì)觀組分材料間的關(guān)系。與傳統(tǒng)的混凝土宏觀試驗(yàn)相比,混凝土細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模擬可以解決宏觀試驗(yàn)的試驗(yàn)條件限制與費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的缺陷,但是如何選擇更加合理的計(jì)算模型以及拓展應(yīng)用場(chǎng)景仍需要進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充研究。本文完成了混凝土隨機(jī)骨料細(xì)觀模型建模、混凝土失效破壞的數(shù)值模擬和細(xì)觀材料取值參數(shù)分析,建立了混凝土多尺度數(shù)值模型并在宏觀尺度下進(jìn)行拓展應(yīng)用,完成混凝土裂縫自愈合觀測(cè)試驗(yàn)的同時(shí)通過(guò)細(xì)觀分析方法對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,完善了混凝土細(xì)觀模型的建模方法并為細(xì)觀力學(xué)的仿真研究提供了更多的應(yīng)用場(chǎng)景�；诨炷良�(xì)觀力學(xué)分析方法,針對(duì)隨機(jī)骨料模型在建模過(guò)程中骨料和界面過(guò)渡區(qū)域的生成方法、粘結(jié)單元的嵌入模式和材料參數(shù)的選擇進(jìn)行了研究分析。建模過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)了幾何模型的全流程自動(dòng)建模,同時(shí)給出了材料信息的推薦取值,形成了一套完整的基于細(xì)觀力學(xué)的混凝土有限元模擬方法論。同時(shí)基于細(xì)觀模型實(shí)現(xiàn)了混凝土在受拉和受壓作用下失效破壞過(guò)程的數(shù)值模擬,相比于宏觀模型,可以更為直接得觀察到混凝土失效破壞過(guò)程中的裂縫形貌變化。對(duì)混凝土細(xì)觀數(shù)值模型中的重要材料參數(shù)進(jìn)行了控制變量... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

混凝土的微—細(xì)—宏觀尺度[2]

?招裕?遜煒?狗⑸?諫敖?�。�?世紀(jì)90年代時(shí)，Bazant等人進(jìn)一步考慮骨料的彈性變形能力，同時(shí)在模型中加入骨料與砂漿間的過(guò)渡區(qū)域界面層，界面層被設(shè)置具有應(yīng)變軟化的材性特征。但是界面單元僅考慮軸向應(yīng)力而忽略剪切應(yīng)力，利用張拉作用模擬開(kāi)裂，通過(guò)設(shè)定開(kāi)裂應(yīng)變即斷裂能的概念控制開(kāi)裂。Zhong提出的模型[10]，基體本身包括微裂縫或微缺陷，在受力情況下，可以采用線彈性斷裂力學(xué)準(zhǔn)則對(duì)裂紋的擴(kuò)展情況進(jìn)行判斷。同時(shí)，需要給定內(nèi)聚力、摩擦角等力學(xué)參數(shù)，這些參數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，可以按照之前的數(shù)值模擬參數(shù)取值。圖1-2格構(gòu)模型[2]圖1-3隨機(jī)粒子模型[9]（3）隨機(jī)骨料模型根據(jù)大量對(duì)比模擬分析，兩相混凝土模型由于存在一定缺陷現(xiàn)在已經(jīng)很少應(yīng)用，一般將混凝土視為三相非均質(zhì)復(fù)合材料，即由骨料、砂漿基體和過(guò)渡區(qū)域界面層組成，并且根據(jù)級(jí)配公式（三維骨料級(jí)配曲線采用Fuller公式，二維骨料級(jí)配曲線采用Walraven公式）和曲線確定骨料數(shù)目，

⑸?諫敖?�。�?世紀(jì)90年代時(shí)，Bazant等人進(jìn)一步考慮骨料的彈性變形能力，同時(shí)在模型中加入骨料與砂漿間的過(guò)渡區(qū)域界面層，界面層被設(shè)置具有應(yīng)變軟化的材性特征。但是界面單元僅考慮軸向應(yīng)力而忽略剪切應(yīng)力，利用張拉作用模擬開(kāi)裂，通過(guò)設(shè)定開(kāi)裂應(yīng)變即斷裂能的概念控制開(kāi)裂。Zhong提出的模型[10]，基體本身包括微裂縫或微缺陷，在受力情況下，可以采用線彈性斷裂力學(xué)準(zhǔn)則對(duì)裂紋的擴(kuò)展情況進(jìn)行判斷。同時(shí)，需要給定內(nèi)聚力、摩擦角等力學(xué)參數(shù)，這些參數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，可以按照之前的數(shù)值模擬參數(shù)取值。圖1-2格構(gòu)模型[2]圖1-3隨機(jī)粒子模型[9]（3）隨機(jī)骨料模型根據(jù)大量對(duì)比模擬分析，兩相混凝土模型由于存在一定缺陷現(xiàn)在已經(jīng)很少應(yīng)用，一般將混凝土視為三相非均質(zhì)復(fù)合材料，即由骨料、砂漿基體和過(guò)渡區(qū)域界面層組成，并且根據(jù)級(jí)配公式（三維骨料級(jí)配曲線采用Fuller公式，二維骨料級(jí)配曲線采用Walraven公式）和曲線確定骨料數(shù)目，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]混凝土Ⅰ-型細(xì)觀斷裂模型及其在材料層次尺寸效應(yīng)中的應(yīng)用[J]. 李冬,金瀏,杜修力,劉晶波,段文會(huì).  土木工程學(xué)報(bào). 2020(02)
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[3]混凝土中不同摻量水泥基結(jié)晶活性防水材料Penetron的防水微觀機(jī)理研究[J]. 劉曉勇.  工程技術(shù)研究. 2019(16)
[4]不同條件下內(nèi)摻水泥基滲透結(jié)晶型防水材料混凝土自愈合性能研究[J]. 李冰,郭榮鑫,萬(wàn)夫雄,林志偉,馬倩敏,顏峰,郭寧林.  硅酸鹽通報(bào). 2019(07)
[5]泡沫混凝土單軸壓縮破壞特性的細(xì)觀數(shù)值模擬[J]. 宋來(lái)忠,沈濤.  硅酸鹽通報(bào). 2019(06)
[6]考慮細(xì)觀組分影響的混凝土宏觀力學(xué)性能理論預(yù)測(cè)模型[J]. 李冬,金瀏,杜修力,劉晶波,張帥,余文軒.  工程力學(xué). 2019(05)
[7]基于內(nèi)聚力模型的混凝土細(xì)觀拉壓統(tǒng)一數(shù)值模擬方法[J]. 熊學(xué)玉,肖啟晟.  水利學(xué)報(bào). 2019(04)
[8]混凝土受拉性能多尺度均勻化數(shù)值模擬研究[J]. 王江,許斌,陳洪兵.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2019(03)
[9]混凝土宏細(xì)觀本構(gòu)模型研究進(jìn)展[J]. 賈明曉,周玉龍,劉祖軍,董凡.  混凝土. 2019(01)
[10]混凝土三維細(xì)觀模型的建模方法與力學(xué)特性分析[J]. 張煜航,陳青青,張杰,王志勇,李志強(qiáng),王志華.  爆炸與沖擊. 2019(05)

博士論文
[1]非局部多尺度方法及其在混凝土重力壩細(xì)觀分析中的應(yīng)用[D]. 鄔昆.清華大學(xué) 2010

碩士論文
[1]高強(qiáng)混凝土試驗(yàn)及破壞過(guò)程模擬[D]. 劉冰.河海大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3484804