骨料品种对水工混凝土力学性能的影响及混凝土数值模拟

发布时间：2020-08-31 17:04

　　 骨料是混凝土的重要组成部分,不同的骨料特性对水工混凝土性能的影响尤其显著和重要,本文综合研究了水电工程中常用的几种骨料对混凝土力学性能、变形特性的及骨料-水泥浆体界面过渡区孔结构特征影响。此外,混凝土材料宏观层次的表现由低尺度上的材料构造和特性所控制,以往对混凝土的研究,大部分是将混凝土看作均质材料,利用有限元方法分析,并预先设定了混凝土中裂纹扩展的方向。本文利用颗粒流软件PFC对混凝土进行了数值模拟,分析了细观参数对混凝土宏观性能的影响。主要结论如下:(1)使用不同品种骨料的混凝土力学性能、变形特性存在差异。不同品种骨料的混凝土试件后期抗压强度大小顺序均为:花岗岩骨料混凝土≈玄武岩骨料混凝土灰岩骨料混凝土大理岩骨料混凝土砂岩骨料混凝土。这是由于骨料的强度影响着混凝土的强度,骨料的压缩指标、单轴抗压强度越高,其对应的混凝土的强度也相对较高。在同水胶比条件下,不同品种骨料的混凝土试件后期弹性模量大小顺序均为:灰岩骨料混凝土玄武岩骨料混凝土大理岩骨料混凝土≈花岗岩骨料混凝土砂岩骨料混凝土。从早期抗裂性能以及长期收缩结果来看,灰岩骨料混凝土和大理岩混凝土的抗裂抗收缩性能优于其他类型混凝土。(2)不同骨料-水泥浆体界面过渡区孔结构特征。水化180d时,各样品中最可几孔径的分布主要集中在(5~50)nm,不同骨料与浆体界面的孔隙率由高到低次序依次是:玄武岩骨料混凝土大理岩骨料混凝土花岗岩骨料混凝土砂岩骨料混凝土灰岩骨料混凝土。(3)混凝土细观参数与宏观性能。颗粒摩擦系数和平行粘结强度与峰值强度呈正相关,颗粒摩擦系数和平行粘结强度越大,混凝土峰值强度也越大。并且随着平行粘结强度增大,试件单轴抗压强度增长明显。平行粘结法向刚度与切向刚度比值和峰值强度呈负相关,平行粘结法向刚度与切向刚度比值越大,混凝土峰值强度越小。
【学位单位】：长江科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV431

【参考文献】

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本文编号：2809086