基于混凝土细观骨料模型的SHPB仿真模拟研究

将混凝土视为由粗骨料和砂浆基体组成的双相复合材料,建立了圆柱状三维混凝土细观骨料模型,并将其应用于分离式Hopkinson压杆仿真实验中。通过五种不同梯形载荷的加载计算,得到了试件不同应变率下的应力—应变曲线,并将模拟结果与实验结果进行对比分析。结果表明,使用细观骨料模型可以有效模拟混凝土SHPB实验并反映材料的动态力学性能,而且其宏观破坏形式也与传统的均匀材料模型有所不同,所建立的模型同时为多种非均匀材料的细观数值模拟提供了方便。最后通过几种不同骨料含量和骨料尺寸混凝土模型的计算研究了这两种因素对混凝土动态强度和应力均匀性的影响。

再生骨料的分布对再生混凝土抗拉性能的影响

目的研究再生骨料分布这一细观特征对再生混凝土作用机理及宏观力学性能的影响,丰富再生混凝土的相关理论.方法针对再生骨料取代率为50%、设计强度为C30的再生混凝土,在CAD中建立20个不同的二维再生混凝土细观骨料分布模型,定义再生骨料分布均匀性系数α,将模型导入ABAQUS对其进行单轴拉伸数值模拟.结果当再生骨料分布过于均匀或分散,即当α<0.338或α>0.483时,再生混凝土抗拉强度较低;当再生骨料分布均匀性适中,即α∈[0.338,0.483]时,抗拉强度较高.结论不同α的再生混凝土受拉破坏机理相同,α仅影响裂缝位置及裂缝穿过再生骨料的数量,且抗拉强度及变形能力随着α的改变而呈规律性变化.

骨料含量和试件尺寸对混凝土单轴受压细观性能影响

为了研究粗骨料含量对混凝土单轴受压性能及尺寸效应的影响,通过编写Python脚本在Abaqus中建立二维混凝土随机骨料模型.该模型涵盖了骨料、砂浆和界面过渡区三相混凝土细观结构,使得模型更加接近真实混凝土结构;通过设置骨料含量和模型尺寸这两个变量,研究了其对模型力学性能的影响.研究结果表明,在同一试件尺寸下,随着骨料含量的增加,混凝土损伤破坏渐趋严重,弹性模量略有增大,抗压强度呈下降趋势;相同骨料含量下混凝土的尺寸效应明显,随着试件尺寸的增加,细观非均质性增强,导致混凝土抗压强度降低,损伤破坏现象更趋明显.分析尺寸效应对模型的影响规律,为实际情况下缩尺模型的性能预测提供参考.