混凝土拉压强度尺寸效应的细观非均质机理

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1、学兔兔www.xuetutu.com第37卷第3期JournalofCivil。A土rc木hite建ctu筑ral与＆环En境vir工onm程entalEngineeringVo【．37No．32O15年6月Jun．2015doi：10．11835／j．issn．1674—4764．2015．03．002混凝土拉压强度尺寸效应的细观非均质机理杜敏。杜修力，金浏，卢爱贞(1．北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京1001242．防灾科技学院河北三河065201)摘要：为了从材料细观非均质角度揭示混凝土强度尺寸效应机理，建立了混凝土细

2、观单元等效非均质力学模型，开展了立方体抗拉、抗压强度尺寸效应细观数值模拟研究。研究结果表明：混凝土强度尺寸效应根源于材料细观非均质性，随着模型尺寸的增加，混凝土材料细观单元弹性模量变异系数增大，材料细观非均质性增强，大尺寸模型内部存在更多的低强度单元或缺陷，导致混凝土立方体抗拉、抗压强度降低，极限应变减小，脆性增大；混凝土损伤破坏由少量集中区域，发散扩展形成多条非贯通的裂纹带；数值模拟结果与尺寸效应实验数据相吻合。关键词：混凝土；细观非均质；细观单元等效化模型；强度尺寸效应；破坏模式中图分类号：TU528．1；TV331文献标志码：A文章编号

3、：1674—4764(2015)03—0011—08Meso—heterogeneitymechanismoftheconcretesizeeffectoftensionandcompressionstrengthDuMln1’2，DuXiuli1，JinLiu1，LuAizhen1(1．TheKeyLaboratoryofUrbanSecurityandDisasterEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，P．R．China；2．InstituteofDisaster

4、—preventionScienceandTechnology，Sanhe065201，Hebei，P．R．China)Abstract：Inordertorevealthesizeeffectmeso—heterogeneitymechanismofconcretestrength，themeso—elementequivalentheterogeneitymodelwasestablished．Tensionandcompressiontestsweresimulatedfordifferentsizemeso—heterogeneity

5、models．Theresultsshowedthatthesizeeffectofconereteisrootedinthemeso—heterogeneitymechanismofmaterials．Withtheincreaseofmodelsize，thevariationcoefficientofmeso—elementelasticmodulusincreasesandmeso—heterogeneityofconcreteheightened．Also，morelow—strengthunitsOrdefectsweredisc

6、overedinthelarge—sizemode1．Asaresult，thetensionandcompressionstrengthofconcreteandtheultimatestraindecreasedandthebrittlenessofconcretestrengthened．Concretedamageregionextendedfromtheconcentratedareatomultiplenon—penetratingcrackzones．Keywords：concrete；meso—heterogeneity；me

7、so—elementequivalentmodel；strengthsizeeffect；fa．11】reroode混凝土是重要的建筑材料，随着工程规模的发寸的增大而降低，存在尺寸效应现象El3。近年来围展，混凝土构件尺寸不断增大，材料强度随着构件尺绕混凝土尺寸效应的研究逐年增加，材料强度破坏收稿日期：2O14一ll—O8基金项目：国家自然科学基金(51408127)；中国地震局教师科研基金(20120104)作者简介：杜敏(1978年)，副教授，主要从事结构工程的研究，(E-mail)dumin2001@163．corn。Received：

8、2014-11—08Foundationitem：NationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51408127)；Teac