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1、第31卷第3期Vol.31No.3工程力学2014年3月Mar.2014ENGINEERINGMECHANICS39文章编号：1000-4750(2014)03-0039-06混凝土单轴抗压强度三维细观数值仿真1223王娟，李庆斌，卿龙邦，管俊峰(1.郑州大学水利与环境学院，河南，郑州450001；2.清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084；3.华北水利水电学院土木与交通学院，河南，郑州450011)摘要：该文在细观层面上将混凝土看作粗骨料、砂浆、界面、初始缺陷组成的四相复合材料，给出了三维随机缺陷界
2、面弹簧元模型模拟混凝土单轴抗压强度的数值方法。讨论了初始缺陷含量及其分布的确定方法以及界面细观计算参数的取值范围。数值模拟结果表明：混凝土的抗压强度随着初始缺陷含量的增加有大幅度降低；当界面初始缺陷含量为30%时，混凝土抗压强度的计算值与试验值吻合较好。关键词：混凝土；初始缺陷；界面弹簧元模型；单轴抗压强度；数值仿真中图分类号：TV43文献标志码：Adoi:10.6052/j.issn.1000-4750.2012.10.07683DSIMULATIONOFCONCRETESTRENGTHUNDERUNIAXIALCOMPR
3、ESSIVELOAD1223WANGJuan,LIQing-bin,QINGLong-bang,GUANJun-feng(1.CollegeofWaterConservancyandEnvironmentEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou,Henan450001,China;2.StateKeyLaboratoryofHydroscienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;3.SchoolofCivil
4、EngineeringandCommunication,NorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower,Zhengzhou,Henan450011,China)Abstract:Aninterfacialspringelementmodel(ISEM)isemployedtosimulatethestrengthofconcreteunderuniaxialcompressiveloading.Inthismodel,theconcretewasconsi
5、deredasacompositionconsistingofaggregate,matrix,interfacialtransitionzone(ITZ)andinitialdefectsinITZatmesolevel.Thedistributionandcontentsoftheinitialdefects,andtheITZpropertiesparametersarediscussed,accordinglywhich,therangeofmeso-parametersaresuggested.Theresults
6、showthatthecompressivestrengthofconcretedecreaseswiththeincreaseoftheITZinitialdefects.WhentheinitialdefectsinITZachievesto30percentofITZelements,thenumericalsimulationresultsofconcretecompressivestrengthagreewellwiththeexperimentalresults.Keywords:concrete;initial
7、defects;interfacialspringelementmodel;uniaxialcompressivestrength;numericalsimulation混凝土结构或构件在浇注成型后，内部已有微能，即细观组成结构中不考虑微裂纹的存在，而是裂纹的存在，这些初始微裂纹对混凝土材料的损伤通过材料属性的设置来考虑由于微裂纹存在而引[1][2]断裂及破坏有着重要影响。由于初始微裂纹在混起的材料性能退化的影响。这种处理方式导致材凝土结构内部的分布规律难以定量描述，使得前期料的“黑匣子”，不能确切地建立混凝土材料宏观学者进
8、行混凝土细观力学模型的研究中，通常将初力学性能与细观组成结构之间的定量关系。因此混始微裂纹与基体或界面作为整体来考虑其等效性凝土细观模型中考虑初始微裂纹的存在，可更为全———————————————收稿日期：2012-10-22；修改日期：2013-03-07基金项目：水利部堤防安全与病害
