混凝土双K断裂参数的细观数值模拟研究

发布时间：2017-11-19 04:03

  本文关键词：混凝土双K断裂参数的细观数值模拟研究

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【摘要】：从细观角度来分析,混凝土可以看做由骨料、砂浆、前两者之间的结合面组成的复杂的三相非均质材料。由于组成混凝土不同材料具有不同物理特性,这就决定了混凝土复杂多变的力学性能,加上周围环境、外荷载施加等情况,以至于混凝土的破坏机理变得更加复杂,为其断裂机理的研究增加了很大的难度。考虑到混凝土本身具有的多项优点,在其使用过程中,它的结构安全性、技能合理性以及价值经济性有着不可忽视的社会意义,并被广泛应用于土木工程中。这就要求研究人员对混凝土断裂机理进行深入研究,以使其能为国民经济所用。近年来,基于细观结构的混凝土断裂力学的研究也逐渐得到认可与成熟。本文主要对混凝土双K断裂参数进行了以下的研究：(1)本文选用了混凝土细观随机骨料模型,对混凝土的结构及性能进行计算分析。从细观层次出发,将混凝土视为三相复合材料,针对二维随机多边形骨料模型,对其裂缝扩展进行进一步研究。利用MATLAB将原有的椭圆基多边形骨料的生成程序重新编制为随机多边形骨料生成程序,对多边形骨料生成方法的优化,提高计算的精确度：(2)通过分析不同断裂模型的优缺点,包括虚拟断裂模型、断裂带模型(CBM)、两参数断裂模型(TPFM)、等效裂缝模型(ECM)和尺寸效应模型(SEM)等,本文选取双K参数模型进行计算分析混凝土的断裂韧度；(3)采用小尺寸S×h×t为400×200×120mm3的模型利用现有的实验模型尺寸进行数值模拟,采用双K断裂模型计算双K参数,实验结果在允许范围内：(4)采用大尺寸S×h×t为900×300×300mm3的模型,采用不同缝高比,用有限元软件ABAQUS的损伤断裂模型,对混凝土材料和结构进行有限元分析与计算,利用双K模型计算双K断裂参数,即起裂韧度参数和断裂韧度参数,分析不同缝高比、不同骨料含量、不同骨料形状对混凝土破坏形态的影响；(5)通过相应的计算结果、分析曲线得出影响混凝土的起裂断裂韧度和稳定断裂韧度的因素,为研究混凝土宏观裂缝提供有力的依据。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528

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本文编号：1202217