全级配混凝土单轴疲劳特性细观数值模拟.pdf

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1、水利水电技术第48卷2017年第3期全级配混凝土单轴疲劳特性细观数值模拟俞海英1，武亮1，糜凯华2(I．昆明理工大学电力工程学院，云南昆明650500；2．中水珠江规划勘测设计有限公司，广东广州510610)摘要：为研究全级配混凝土在等幅、变幅及阶梯重复荷栽作用下的疲劳特性，揭示材料特性与疲劳应力水平对其疲劳寿命的影响规律，通过自编程序建立二维随机骨料模型，运用有限元软件和耐久性疲劳分析软件进行联合仿真，对全级配混凝土细观结构进行应力分析和疲劳分析，探讨了不同骨料分布、骨料形状及疲劳应力水平对混凝土疲劳性能的影响，并估算了疲劳寿命。结果表明：在阶梯重复荷载作用下，骨料形状和

2、分布对混凝土疲劳寿命影响较小，而疲劳应力水平对疲劳寿命影响较大；圆形和椭圆形骨料混凝土疲劳寿命较高，多边形骨料寿命较低；在疲劳加载破坏过程中，骨科界面先起裂，然后裂纹逐渐扩展贯通，最后导致整个试件完全破坏，可见骨料界面是混凝土中的薄弱部位，其寿命直接影响整个混凝土试件的寿命。研究成果为后续混凝土疲劳性能研究提供了参考。关键词：全级配混凝土；随机骨料；疲劳特性；细观数值模拟doi：10．13928／j．enki．wrahe．2017．03．027中图分类号：TV431文献标识码：A文章编号：1000—0860(2017)03—0153—05Mesoscopicnumerica

3、lsimulationonuniaxialfatiguepropertiesoffully-gradedconcreteYUHaiyin91，WULian91，MEIKaihua2(1．FacultyofElectricPowerEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，Yunnan，China；2．ChinaWaterResourcesPearlRiverPlanningSurveying＆DesigningCo．Ltd．，Guangzhou510610，Guangdong，Chin

4、a)Abstract：Inordertostudythefatiguecharacteristicsoffully-gradeconcreteunderequalamplitude，luffingamplitudeandsteprepeatedload，andthenrevealthelawoftheimpactsfromthematerialpropertiesandfatiguestresslevelsonitsfatiguelife，thestressanalysisandfatigueanalysisonthemeso--structureofthefully--g

5、radedconcretearemadewithCO·-simulationoffiniteelementanddurabilityfatigueanalysissoftwarebya2一Drandomaggregatemodelestablishedthoughaserf-compiledprogram，fromwhichtheimpactsfromvariousaggregatedistribution，aggregateshapesandfatiguestresslevelsonthefatiguepropertiesofcon-cretearediscussed，w

6、hilethefatiguelifeisestimatedaswell．Theresultshowsthatunderthesteprepeatedload，theimpactsfromtheaggregateshapeanddistributiononthefatiguelifeofconcreteareless，butthefatiguestresslevelhasalargerimpactonthefatiguelife，whilethefatiguelivesofcircularandellipticalaggregatesarehigherandthatofpol

7、ygonaggregateislower．Dur-ingtheprocessoffatigueloadingdamage，theaggregateinterfacecracksatfirst，andthenthecrackgraduallyextendsthroughandcausesafulldamageofthewholespecimenatlast．Theaggregateinterfaceistheweaklocationinconcreteanditslifeim—pactsthelifeofthewho