混凝土细观数值仿真分析前处理技术研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2012年第7期(总第273期】混凝土理论研究Number7in2012(TotalNo．273)ConcreteTHE0RETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2012．07．015混凝土细观数值仿真分析前处理技术研究赵海涛1I2，王潘绣s。童学卫4(1．中国水利水电科学研究院，北京100038；2．河海大学土木与交通学院，江苏南京2100983．金陵科技学院学院，江苏南京211169；4．水利部规划计划司，北京100053)摘要：混凝土细观数值仿真是研究混凝土力学性能的常用方法之一，而前处理技术的优劣直接

2、影响仿真结果的正确性、精确性和可行性。对比分析界面单元细分法、无厚度界面单元法和直接三角剖分法在混凝土细观建模中的应用，验证了无厚度界面单元法在单机串行环境下的合理性和优越性。关键词：混凝土细观；前处理；背景网格法；界面细分；无厚度界面单元；直接三角剖分法中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2012)07—0046—03Preprocessortechnologyofmicro-numericalanalysisofconcreteZHAoHai—tao一，WANGPan-xiu，TONGXue—wei(1．ChinaInstituteofWaterRe

3、sourcesandHydropowerResearch，Beijing100038，China；2．CollegeofCivilandTransportationEngineeringHohaiUniversity，Nanjing210098，China；3．JintingInstituteofTechnology，Nanjing211169，China；4．PlanningandProjectDepartment。MinistryofWaterResourcesofChina，Beijing100053，China)Abstract：Micro—numericalanalysisiso

4、neoftheimportantanalyticalmethodsofconcrete，anditspreprocessoristhekeytechnology．Ausefulpreprocessoristhebasicofagoodmicro—numericalanalysisresultofconcrete．Inthispaper，threepreprocessmethodslikesubdivisionofinterfacemethod，non—thicknessinterfaceelementmethodandtriangulationmethodwerediscussedanda

5、concretecubewasmodeled．It’Sshownthatthenon—thicknessinterfaceelementmethodisthebestpreprocessmethodusedinthemicro—numericalanalysisofconcretewithonecomputer．Keywords：micro—analysisofconcrete；preprocess；backgroundmethod；subdivisionofinterface；non··thicknessinterfaceelement；triangula-tionmethod单元尺寸都

6、不尽相同。过多的单元会导致计算效率低下甚至常0引言用软件无法计算；骨料单元体积比低造成与混凝土实际骨料含混凝土在细观层次上一般认为是由骨料、水泥砂浆基体以量不符；较大的界面单元尺寸无法真实模拟混凝土骨料一砂浆及两者过渡区(界面层)组成的三相非均质复合材料，其各组分过渡区力学性能等。因此选择合适、优化的建模方法可减少单元的非均质分布和力学特性直接影响混凝土宏观强度、破坏形态规模、提高骨料单元体积比并满足界面层厚度要求，精细实现等【1]。为精细模拟和研究混凝土在外荷载作用下变形特性和破混凝土细观数值仿真分析。坏全过程，有必要从混凝土细观层次出发进行混凝土数值仿真。本研究通过对比常用的三种混凝土

7、细观模型建模方法：背其中构建合理、经济的}昆凝土细观有限元模型是正确、精细实景网格法中的界面单元细分法、无厚度界面单元法和直接三角现混凝土细观数值仿真分析的前提。细观模型单元尺寸过大既剖分法的有限元基本思想、优缺点、在单机串行计算环境下可行无法满足界面过渡区厚度要求，也会降低计算精度；单元尺寸性，可为混凝土细观数值仿真的推广应用提供一系列数据参考。过小势必导致模型单元总数过多，无法适用于一般计算环境，不1界面单元细分法利