再生混凝土力学性能试验及细观数值模拟研究

发布时间：2020-08-25 06:56

【摘要】：在建筑材料资源渐趋贫乏,环境保护日益加强的背景下,建筑垃圾的再生利用成为了当下最具社会、经济效益和环境价值的热点研究问题之一,其中废弃混凝土的再生制备及再生混凝土力学性能试验又是再生资源化应用研究的重要内容。鉴于此,本文结合试验研究和数值模拟的手段,针对6种不同再生粗骨料替代率、3个龄期的再生再生粗骨料替代率及龄期对再生混凝土基本力学性能的影响规律。首先,采用C30强度等级的废弃路面混凝土破碎成一定级配的再生粗骨料,将其按0%、20%、40%、60%、80%、100%的比例依次替换混凝土中的天然粗骨料,以研究7d、14d、28d不同龄期下再生粗骨料替代率对再生混凝土力学强度的影响规律。制备了150mm×150mm×150mm、以及100mm×100mm×300mm和100mm×100mm×400mm的再生混凝土试件共162个,并对相应的试件分别进行了立方体抗压、轴心抗压和抗折强度试验,得出再生混凝土应力-应变全过程全曲线。根据试验研究得出:随着再生粗骨料的增加,再生混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗折强度均呈先增后减趋势,当再生粗骨料替代率为40%时,再生混凝土各项力学性能参数值达到最优。其次,以再生混凝土力学性能试验数据为基础,考虑不同再生粗骨料替代率及龄期两个重要影响因素作为相关变量,通过数据拟合与回归分析建立再生混凝土抗压强度、抗折强度以及应力-应变关系与相关变量的数学模型,推导得出适用的再生混凝土关于抗压强度、抗折强度与再生骨料替代率及龄期之间的函数表达式。最后,基于再生混凝土细观结构特征及其多相材料的力学性质,根据试验数据建立了适用的有限元模拟的本构模型,在此本构模型基础上建立了二维和三维状况下的再生混凝土随机骨料模型,分别进行立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗折强度的数值模拟,计算各模型在外加荷载作用下的等效应力,并考虑了再生粗骨料替代率为20%至40%时的变化规律,根据极限荷载作用下有限元模型的破坏强度与裂缝位置,结合的适用性。
【学位授予单位】：佛山科学技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528
【图文】：

格构模型图

随机骨料模型的网格划分

图 1-3 不同骨料类型骨料模型多集中于圆形骨料或球体骨料的研究，随着计算断深入，骨料的形状开始向多边形方向发展，更加真实的际情况。如图 1-3 所示，高政国[54]刘光廷[55]先后研究了二

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本文编号：2803403