含缺陷混凝土的弹性模量预测

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1、第30卷第6期水利水电科技进展2010年12月V01．30No．6AdvancesinScienceandTechnolo~ofWaterResourcesDec．2010DOI：10．3880／j．issn．1006—7647．2010．06．009含缺陷混凝土的弹性模量预测姚婷，杜成斌2，孙立国2(1．江苏博特新材料有限公司，江苏南京210008；2．河海大学力学与材料学院，江苏南京210098)摘要：提出一种新的预测含缺陷混凝土弹性模量的估算方法。将混凝土看作是由砂浆、骨料、界面和缺陷(包括圆形孔隙和币状裂隙)等组成的四相复合材料，建立随机骨料数值模型，运用细

2、观力学数值均匀化方法预测混凝土的有效弹性模量，并与无缺陷情况下的计算结果以及试验结果进行对比，在此基础上进行各影响参数的敏感性分析。结果表明，缺陷的存在会减小混凝土的有效弹性模量；混凝土的有效弹性模量随着骨料或砂浆弹性模量的增大而增大；界面特性参数和骨料最大粒径对混凝土有效弹性模量的影响有限；任意多边形骨料模型比圆形骨料模型对混凝土有效弹性模量的预测更接近试验值。关键词：混凝土；缺陷；弹性模量；随机骨料模型；材料细观力学性能中图分类号：TB12文献标识码：A文章编号：1006—7647(2O1O)o6—0033—06Predicationofelasticmodul

3、usofconcretewithdefects／／YAOTing，DUCheng-bin2，SUNLj—guo2(1．JiangsuBoteNewMaterialsCo．．，d．，Nan：ring210008，China；2．CollegeofMechanicsandMaterials，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abstract：Anewmethodtopredicttheelasticmodulusofconcretewithdefectswasproposed．TheconcreteWasregardedasthef

4、our-phasecompositecomposedofaggregate，mortar，interfacesanddefects(includingcirc~arholesandpennycracks)．Amathematicalmodelforrandomaggregatewasestablished．TheefectiveelasticmodulusoftheconcreteWaspredictedbyuseofthemicmmechaniealnumericalhomogenizationmethod，andthenumericalresultswereco

5、mparedwiththecalculatedandtestresultsforthecaseswithoutdefects．Onsuchabasis，thesensitivityofeachparameterwasanalyzed．Theresultsshowthattheexistenceofdefectshasacertainefectontheefectiveelasticmodulusoftheconcrete．Theefectiveelasticmodulusoftheconcreteincreaseswiththeincreaseoftheelasti

6、cmodulusofaggregateormortar．TheinterfacepropertiesandthemaximulTlaggregatediameterhavelittleinfluencesontheefectivemodulusoftheconcrete．Thepredictedresultsoftheefectivemodulusoftheconcreteforarbitrarilypolygonalaggregateareclosertothetestonesthanthoseforcircularaggregate．Keywords：concr

7、ete；defect；elasticmodulus；randomaggregatemodel；materialmicromeehanics混凝土是由粗骨料、细骨料、水泥水化物、未水微观结构的特性及其各种缺陷的不均匀性与混凝土化水泥颗粒、孔隙及裂纹等组成的非均质复合材宏观力学性能之间的关系进行研究。料L1j。其宏观力学性能非常复杂，以往主要通过试如何预测微裂纹损伤材料的有效弹性模量是脆验方法得~lJ[2J。但试验周期长，耗费的物力和人力性材料细观损伤理论的一个重要内容。目前已经有多，得出的结论与试验条件及所选取的材料都有很很多学者进行了这方面的研究，如赵爱红等_5