基于随机骨料模型的混凝土细观结构与力学特征关联性分析
发布时间：2023-06-01 19:51
在水利工程建设中,混凝土的应用领域发展越来越广,其力学性能随着工程复杂背景的要求,也得到了极大的改善,混凝土作为一种多相复合材料,破坏过程中其内部裂纹的产生、发展与延伸一直是宏观研究所无法解决的难点与重点,尤其涉及到混凝土的薄弱环节,骨料与砂浆之间的界面过渡区部分,常规试验手段并不能直接对其力学性质进行测定,也无法探究其对混凝土力学行为的影响,涉及到细观结构对混凝土力学特征的影响问题,室内试验无法对其做出合理的答复。本文为探究混凝土细观结构与力学特征的关联性,以颗粒离散元法为研究方法,通过室内试验和数值模拟相结合的手段,建立了随机骨料下混凝土的数值模型,并对混凝土及其组成成分的力学性能进行研究,分析细观结构与混凝土力学特征的关联性,为今后进行混凝土试验时,考虑细观结构对混凝土力学特征的影响提供一定的参考。本文主要研究内容和成果如下:(1)通过室内试验得到了混凝土各个组成成分:骨料、水泥砂浆和混凝土的力学性质和裂纹演化规律,计算得到界面过渡区的抗压强度,分析混凝土材料的力学特征,为后续数值模型的建立提供了宏观参数依据。(2)对颗粒离散元法下PFC2D软件中的接触模型...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 混凝土细观力学特征研究现状
1.2.2 颗粒离散元法及PFC2D的发展现状
1.2.3 混凝土随机骨料模型的研究现状
1.2.4 混凝土界面过渡区的研究现状
1.3 主要研究内容
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 主要技术路线
第二章 混凝土力学试验及力学特征分析
2.1 引言
2.2 试验原材料
2.3 试验仪器及试样制备
2.3.1 试验仪器
2.3.2 试样制作
2.4 材料力学参数结果的计算方法
2.5 不同组成成分的力学试验结果及分析
2.5.1 骨料试验结果分析
2.5.2 水泥砂浆试验结果分析
2.5.3 界面过渡区试验计算分析
2.5.4 混凝土试验结果分析
2.6 本章小结
第三章 混凝土细观本构模型的比较与选择
3.1 引言
3.2 PFC2D细观本构粘结模型简介
3.2.1 粘结模型的性质
3.2.2 平行粘结和接触粘结
3.2.3 平直节理模型
3.3 PB与 FJ细观本构模型比较
3.3.1 混凝土物理力学试验
3.3.2 细观模型建立
3.3.3 细观参数的选取
3.3.4 数值模拟试验方案
3.4 PB与 FJ细观本构模型试验结果分析
3.4.1 宏观力学参数的稳定性分析
3.4.2 宏观力学参数的统计检验分析
3.4.3 破坏模式分析
3.4.4 混凝土细观本构模型的选择
3.5 本章小结
第四章 混凝土随机骨料模型的建立方法
4.1 引言
4.2 随机凸多边形骨料的生成算法
4.2.1 “凸”判定
4.2.2 随机凸多边形的生成
4.2.3 内部范围的圈定
4.2.4 骨料模型
4.3 混凝土骨料数值图像模型
4.3.1 概述
4.3.2 骨料粒径和级配的确定
4.3.3 骨料边界信息的提取
4.3.4 多边形侵入判别准则
4.3.5 数值模型构建
4.4 模型特点分析
4.5 本章小结
第五章 混凝土细观结构与其力学特征的关联性分析
5.1 引言
5.2 混凝土细观结构对其力学特征影响的试验方案
5.2.1 水泥砂浆部分细观参数标定试验
5.2.2 界面过渡区力学参数反演
5.2.3 骨料形状对混凝土力学特征的影响
5.3 混凝土细观结构对其力学特征影响的结果分析
5.3.1 水泥砂浆部分试验结果分析
5.3.2 界面过渡区细观参数标定结果分析
5.3.3 界面过渡区宏观参数反演结果分析
5.3.4 骨料形状对混凝土力学特征影响分析
5.4 本章小结
结论与展望
主要研究结论
研究展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
本文编号：3826936
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 混凝土细观力学特征研究现状
1.2.2 颗粒离散元法及PFC2D的发展现状
1.2.3 混凝土随机骨料模型的研究现状
1.2.4 混凝土界面过渡区的研究现状
1.3 主要研究内容
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 主要技术路线
第二章 混凝土力学试验及力学特征分析
2.1 引言
2.2 试验原材料
2.3 试验仪器及试样制备
2.3.1 试验仪器
2.3.2 试样制作
2.4 材料力学参数结果的计算方法
2.5 不同组成成分的力学试验结果及分析
2.5.1 骨料试验结果分析
2.5.2 水泥砂浆试验结果分析
2.5.3 界面过渡区试验计算分析
2.5.4 混凝土试验结果分析
2.6 本章小结
第三章 混凝土细观本构模型的比较与选择
3.1 引言
3.2 PFC2D细观本构粘结模型简介
3.2.1 粘结模型的性质
3.2.2 平行粘结和接触粘结
3.2.3 平直节理模型
3.3 PB与 FJ细观本构模型比较
3.3.1 混凝土物理力学试验
3.3.2 细观模型建立
3.3.3 细观参数的选取
3.3.4 数值模拟试验方案
3.4 PB与 FJ细观本构模型试验结果分析
3.4.1 宏观力学参数的稳定性分析
3.4.2 宏观力学参数的统计检验分析
3.4.3 破坏模式分析
3.4.4 混凝土细观本构模型的选择
3.5 本章小结
第四章 混凝土随机骨料模型的建立方法
4.1 引言
4.2 随机凸多边形骨料的生成算法
4.2.1 “凸”判定
4.2.2 随机凸多边形的生成
4.2.3 内部范围的圈定
4.2.4 骨料模型
4.3 混凝土骨料数值图像模型
4.3.1 概述
4.3.2 骨料粒径和级配的确定
4.3.3 骨料边界信息的提取
4.3.4 多边形侵入判别准则
4.3.5 数值模型构建
4.4 模型特点分析
4.5 本章小结
第五章 混凝土细观结构与其力学特征的关联性分析
5.1 引言
5.2 混凝土细观结构对其力学特征影响的试验方案
5.2.1 水泥砂浆部分细观参数标定试验
5.2.2 界面过渡区力学参数反演
5.2.3 骨料形状对混凝土力学特征的影响
5.3 混凝土细观结构对其力学特征影响的结果分析
5.3.1 水泥砂浆部分试验结果分析
5.3.2 界面过渡区细观参数标定结果分析
5.3.3 界面过渡区宏观参数反演结果分析
5.3.4 骨料形状对混凝土力学特征影响分析
5.4 本章小结
结论与展望
主要研究结论
研究展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
本文编号：3826936
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3826936.html
教材专著
