混凝土三维随机凸型骨料模型生成方法研究

为了较好地模拟混凝土的细观结构,开展了混凝土三维细观随机骨料模型的算法研究,比较分析了骨料生长、相交的算法特点。以随机球形骨料模型为基础,以体积为标度,在前人的基础上,提出了一种新的混凝土三维凸型骨料的生长方式——射线延拓法和一种新的骨料相交判断方法——有约束非线性最优化方法,避免了骨料传统相交判断算法中的多重循环。采用分割-填充法,改善了骨料随机投放过程中的效率问题,使得建模更快捷、有效。

再生粗骨料混凝土基本徐变试验及再生粗骨料混凝土徐变的二维随机凸骨料计算模型研究

以再生粗骨料取代率为参数,进行了再生混凝土基本徐变试验。试验结果表明,再生混凝土基本徐变度随再生粗骨料取代率的增加而增加。在试验研究的基础上,采用ANSYS软件建立了再生混凝土二维随机凸骨料徐变计算模型,并对再生粗骨料混凝土的徐变进行了计算,计算结果表明,该模型可以较好的计算再生混凝土的徐变。在此基础上,采用再生混凝土二维随机凸骨料徐变计算模型研究了再生粗骨料和老砂浆的随机分布,再生粗骨料的级配,天然骨料和老砂浆的含量、力学性能和徐变性能等因素对再生混凝土徐变的影响。研究结果表明,再生混凝土中老砂浆的含量、老砂浆的徐变和再生粗骨料的级配对再生混凝土徐变具有较大影响,老砂浆的弹性模量对再生混凝土的徐变具有不利影响,再生粗骨料和老砂浆的随机分布、天然粗骨料弹性模量对再生混凝土徐变影响较小。

基于二维凸骨料细观模型的混凝土动态力学性能分析

建立了细观层次的二维混凝土凸骨料模型,在3.33×10^(-5)、3.33×10^(-4)、3.33×10^(-3)、3.33×10^(-2)、3.33×10^(-1)、0.2 s^(-1)多个应变率下对二维凸骨料模型进行数值分析.从数值模拟结果中可以得到:所建立的二维凸骨料模型在加载后能够较好的反映混凝土力学性能变化;当应变率逐渐增加时,二维混凝土试件的裂纹扩展速度加快,且裂纹走向趋于复杂,数量有明显增多,这与试验中观察到的现象基本一致.加载速率的增大使得混凝土强度逐渐提高;将计算所得抗压强度增大系数与CEB规范及其他学者结果相比较,数值模拟结果较好。