界面结构和力学性能对混凝土强度影响研究

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1、学校代码10459学号或申请号201212222536密级公开硕士学位论文界面结构和力学性能对混凝土强度影响研究作者姓名：孔宇田导师姓名：李宗坤教授王娟副教授学科门类：工学专业名称：水工结构工程培养院系：水利与环境学院完成时间：2015年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStudyontheEffectofStructureandMechanicalPropertiesofInterfacialTransitionZoneontheStrengthofConcreteByYu

2、tianKongSupervisor:Prof.ZongkunLiTutor.JuanWangHydraulicStructureEngineeringSchoolofWaterConservancyandEnvironmentEngineeringMay,2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年

3、月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要摘要强度作为混凝土重要的力学性能参数，一直是研究者关注的重点。界

4、面过渡区（ITZ）作为混凝土中联接粗骨料和砂浆基体的桥梁，其疏松的结构和较低的力学性能对混凝土的强度有较大影响。基于此，本文采用细观数值仿真方法，研究界面对混凝土强度的影响规律。主要工作和结论如下：（1）在细观层面上，认为混凝土是由粗骨料、砂浆基体、界面过渡区和初始缺陷组成的四相复合材料。基于ANSYS的二次开发技术，编写了界面初始缺陷单元在界面相中的随机分布程序，建立了含初始缺陷的混凝土细观结构模型。（2）采用有限元数值模拟技术，分析了砂浆中初始缺陷分布对砂浆强度的影响规律，提出了砂浆强度与缺陷含量间关系的理论公式。模拟计算了缺陷含量为2%~10%时的砂浆

5、强度值，结果表明：在缺陷含量小于7%时，数值模拟结果与该理论公式吻合较好；缺陷含量高于7%时，数值模拟结果小于该理论公式值。（3）建立了由粗骨料、砂浆基体、界面过渡区和初始缺陷组成的混凝土细观计算模型。用该模型模拟了混凝土的单轴拉伸断裂破坏过程，并与宏观试验进行了对比，结果表明：本文模型能较好的模拟普通混凝土的单轴抗拉强度试验。（4）采用上述模型研究了界面结构和力学性能对混凝土抗拉强度的影响。在界面结构方面，主要研究了界面厚度、界面初始缺陷位置和界面初始缺陷含量对混凝土单轴抗拉强度的影响；在界面力学性能方面，主要研究了界面抗拉强度和界面弹性模量对混凝土单轴抗

6、拉强度的影响。计算结果显示：界面初始缺陷含量和界面抗拉强度对混凝土的单轴抗拉强度影响较大，当界面初始缺陷含量由10%增大到50%时混凝土抗拉强度下降了35%，当界面抗拉强度由砂浆基体强度的0.5倍增大到砂浆基体的0.9倍时混凝土的抗拉强度增大了62%；界面厚度对混凝土的单轴抗拉强度影响较小；界面初始缺陷分布位置和界面弹性模量对混凝土的抗拉强度几乎没有影响。关键词：混凝土初始缺陷界面过渡区强度细观力学IAbstractAbstractThemacroscopicmechanicalpropertiesofconcretearedeterminedbyitsme

7、socomposition,asanimportantmechanicalparametersofconcretethestrengthhasalwaysbeenthekeyofresearchers`studied.Asthebridgeofcoarseaggregateandmortarmatrix,thelooserstructureandlowermechanicalcharacteristicsofinterfacialtransitionzone(ITZ)haveasignificantinfluenceonthestrengthofconcre

8、te.Consideredthesecharacte