粗骨料颗粒形态和体积分数对混凝土单轴压缩性能的影响研究

发布时间：2024-04-21 14:44

　　为了研究粗骨料形状与体积分数对混凝土单轴压缩性能的影响,运用离散元软件PFC3D中的刚性簇技术建立C30卵石粗骨料混凝土试件模型,通过将卵石混凝土单轴压缩数值模拟得到的应力-应变曲线与已有文献中卵石混凝土试验所得到的应力-应变曲线对比,标定出卵石混凝土中水泥砂浆间的细观参数、水泥砂浆与粗骨料薄弱接触面的细观参数。将标定出的细观参数运用到单一形状粗骨料混凝土中进行单轴压缩数值模拟研究。结果表明:在相同细观参数的情况下,椭球形骨料混凝土试件模型的应力-应变峰值大于扁球形骨料混凝土试件模型的应力-应变峰值,相较于扁球形骨料而言,椭球形骨料更接近成为混凝土的最佳粗骨料。在此基础上分析椭球形粗骨料体积分数对混凝土单轴抗压强度的影响,当椭球形粗骨料体积分数为57%时,混凝土抗压强度最高,且在第二阶段点时接触力最大值最大、裂纹数目最多,从而得出椭球形粗骨料在体积分数为57%时最佳。研究成果可为混凝土配合比设计提供理论支撑。

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图5单一形状粗骨料混凝土在第二阶段点破坏状态

图4单一形状粗骨料混凝土在第二阶段点的微小裂纹分布图3椭球形骨料体积分数对混凝土性能的影响

图12椭球形骨料不同体积分数下裂纹分布图

由图11可以看出，当骨料体积分数为57%时裂纹数目最多，其次是体积分数为50%、60%，骨料体积分数为70%时裂纹数目最少。这是因为在第二阶段点体积分数为57%时应力值最大，所以产生的裂纹数目最多，而70%时应力值最小，产生的裂纹数目最少，这与理论和模拟得到的应力-应变曲线是相符....

图8椭球形骨料不同体积分数下的应力峰值和应变峰值

椭球形骨料不同体积分数的应力峰值和应变峰值如图8所示。由图8可以看出，椭球形骨料体积分数为50%、60%、70%的混凝土模型试件相较于体积分数为57%的混凝土试件的应力峰值和应变峰值明显变小，其中从57%到60%下降的幅度大于从50%到57%上升的幅度。对于应力峰值而言，椭球骨料....

图8椭球形骨料不同体积分数下的应力峰值和应变峰值

图8椭球形骨料不同体积分数下的应力峰值和应变峰值3.2椭球形骨料不同体积分数对混凝土接触力和裂纹数目的影响

本文编号：3961025