界面相厚度不同混凝土準靜態(tài)、動態(tài)力學性能數(shù)值模擬.pdf

1、混凝土憑借原材料來源普遍、品質要求低、價格廉價、具有良好耐久性和可操作性等優(yōu)點，在實際工程中具有廣泛的應用。準靜態(tài)荷載和動荷載下力學性能是有效評估混凝土結構工作性能和安全性能的前提，了解混凝土在準靜態(tài)、動載荷作用下力學性能及破壞過程是很有必要的。本文將混凝土看作由粗骨料、界面相(ITZ)和水泥砂漿組成三相復合材料，在試驗研究基礎上，利用ANSYS/LS-DYNA軟件構建二維平面模型，對混凝土準靜態(tài)、動態(tài)力學性能進行模擬分析，研究內容如下

2、:
　　(1)利用YS-2000微機伺服巖石三軸材料試驗機和Φ74mm直錐變截面SHPB試驗裝置對混凝土、水泥砂漿材料進行準靜態(tài)單軸壓縮和動態(tài)沖擊破壞實驗，實驗結果表明:①混凝土和水泥砂漿在準靜態(tài)下應力-應變曲線由4個不同階段組成;②隨著沖擊速度增大，混凝土、水泥砂漿峰值應力在不斷增大，因此混凝土和水泥砂漿是率敏感材料。
　　(2)借助ANSYS中的APDL語言，編寫含界面相圓形粗骨料二維混凝土隨機分布程序。根據(jù)富勒級配曲線

3、和瓦拉文平面轉化公式，建立二維隨機骨料模型，對混凝土試件尺寸、界面相厚度、體積百分比和粒徑大小及分布不同混凝土準靜態(tài)壓縮和動態(tài)沖擊力學性能進行數(shù)值模擬。
　　1)混凝土準靜態(tài)壓縮數(shù)值模擬表明:①與普通混凝土一樣，含界面相混凝土具有明顯尺寸效應;②控制界面相厚度和粗骨料粒徑一定，當體積百分比為40％時呈現(xiàn)最大值;③粗骨料最小粒徑為5mm時，控制界面相厚度、體積百分比一定粗骨料最大粒徑持續(xù)增加，混凝土粒徑增大到20mm時抗壓強度出現(xiàn)最

4、值;④控制圓形粗骨料粒徑范圍、體積百分比、試件尺寸不變，界面相厚度持續(xù)增加，混凝土抗壓強度表現(xiàn)出下降趨勢。
　　2)混凝土動態(tài)沖擊破壞數(shù)值模擬表明:①控制界面相厚度、體積百分比和粗骨料最小粒徑一定，隨著最大粒徑增大，混凝土承載能力表現(xiàn)出先上升后下降趨勢;②控制粗骨料粒徑大小、界面相厚度和試件尺寸一定，粗骨料體積百分比持續(xù)增加，混凝土承載能力趨勢圖為先上升后下降;③控制粗骨料粒徑大小、體積百分比和界面相厚度一定，隨試件尺寸的增大，混