仿钢纤维轻骨料混凝土力学性能细观数值模拟研究

发布时间：2021-04-30 21:38

　　有机仿钢纤维在改善混凝土的抗压强度、韧性和较大自重等性能方面表现出色,以及在替代钢纤维的应用前景上非常乐观。但现阶段对于仿钢纤维轻骨料混凝土的研究绝大部分的思路都是通过试验配置一定组别的混凝土,改变相关影响因素,经过一定的养护期限,由试验结果与对照组的对比分析某变量影响的大小,从而确定最优掺量。这样的一种试验过程不仅周期长、花费高,而且还带来严重的浪费和建筑材料的污染问题。同时宏观实验也难以达到分析混凝土内部细观力学机理研究的效果。从另一方面来说,混凝土的性能影响因素是多且复杂的,有时各种影响因素之间还存在耦合的情况,显然仅仅通过试验来查明主要影响因素和最优掺量已显得跟不上时代的发展。工欲善其事,必先利其器,随着计算机科学和有限元理论的发展,我们需要借助这两种有力的工具,运用仿真数值模拟技术帮助我们提高研究能力和效率。本文以强度为C30的轻骨料混凝土为基础,将天然浮石和仿钢纤维混合配置成轻骨料仿钢纤维混凝土,养护一定龄期后,对其进行抗压强度试验研究,通过分析试验数据和宏观现象,探讨并总结纤维这一变量对混凝土整体性能如抗压强度、刚度、裂纹发生方式和变形的影响。其次,在此基础之上,使用MA... 

【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 仿钢纤维轻骨料混凝土研究概况
        1.2.1 纤维的分类及特点
        1.2.2 轻骨料的分类及特点
        1.2.3 仿钢纤维轻骨料混凝土研究与应用
    1.3 混凝土研究方向
        1.3.1 研究尺度的分类
        1.3.2 在细观层次上混凝土的研究方法
    1.4 本文的主要内容
2 试件制作及力学试验
    2.1 材料及性能
        2.1.1 水泥
        2.1.2 天然浮石
        2.1.3 细骨料
        2.1.4 有机仿钢纤维
        2.1.5 减水剂
    2.2 试验
        2.2.1 试验方案
        2.2.2 试验配比设计
        2.2.3 试件成型
        2.2.4 试验仪器
        2.2.5 力学性能试验方法
    2.3 抗压强度试验结果与分析
    2.4 小结
3 有机仿钢纤维混凝土随机骨料模型的建立
    3.1 蒙特卡洛法及伪随机数
        3.1.1 蒙特卡洛法
        3.1.2 伪随机数
    3.2 级配理论
        3.2.1 级配理论概述
        3.2.2 二维骨料级配曲线
    3.3 纤维圆形骨料混凝土模型生成
        3.3.1 模型生成要点
        3.3.2 模型生成实例
    3.4 多边形骨料纤维混凝土模型的生成
        3.4.1 模型生成要点
        3.4.2 仿钢纤维混凝土模型生成实例
        3.4.3 各纤维掺量模型生成实例
    3.5 小结
4 仿钢纤维混凝土的仿真数值模拟
    4.1 ABAQUS及有限元单元法
        4.1.1 ABAQUS概述
        4.1.2 ABAQUS在土木领域的应用
        4.1.3 IGES文件及数据交换
        4.1.4 有限元法的基本原理
    4.2 仿钢纤维混凝土的数值仿真
        4.2.1 模型材料参数的选取
        4.2.2 加载方式和边界条件
        4.2.3 模拟结果及分析
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
        5.1.1 试验部分结论
        5.1.2 模型生成部分
        5.1.3 ABAQUS仿真模拟部分
    5.2 展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]钢纤维增强超高性能混凝土抗压性能的细观数值模拟[J]. 赵秋山,徐慎春,刘中宪.  复合材料学报. 2018(06)
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硕士论文
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[6]混合骨料混凝土力学性能的仿真模拟[D]. 赵书山.北方工业大学 2014
[7]钢纤维混凝土细观层次数值模拟研究[D]. 刘丰.华南理工大学 2014
[8]混杂纤维混凝土二维随机建模方法研究[D]. 徐彬.武汉理工大学 2014
[9]EPS多孔混凝土力学性能试验及三维数值模拟研究[D]. 吴震.上海交通大学 2012
[10]自密实轻骨料混凝土力学性能数值模拟[D]. 高利甲.湖南科技大学 2011



本文编号：3169522