混凝土三维细观力学模型分析

混凝土的级配及骨料含量对其宏观力学特性有直接影响，选择合适的骨料模型是进行混凝土细观力学数值模拟的前提，在已提出的三维随机凸多面体骨料模型的基础上选择合适的试件模型并进行有限元剖分，利用并行计算技术分别对湿筛混凝土试件三维球形骨料和凸多面体骨料细观模型进行了静载弯拉破坏数值模拟对比计算。计算结果表明，三维凸多面体骨料生成算法是可行的，能够满足混凝土三维细观力学模拟的需要。     

基于混凝土细观数值实验的自愈合微胶囊受力状态统计特征分析

自愈合混凝土中微胶囊的分布具有随机性,叠加混凝土的非均质特性,使得微胶囊的受力状态具有统计学特征。针对混凝土中微胶囊受力状态实测不便的问题,采用混凝土细观数值实验的方法,通过PFC2D颗粒流离散元软件建立混凝土细观数值模型,根据宏观物理实验获得的应力应变曲线标定细观参数,进而开展混凝土细观数值实验。通过混凝土细观数值试件砂浆颗粒之间的接触力来分析微胶囊力学状态的统计特征,实验结果表明：法向接触拉力和压力的平均值分别为12.24和6.36 mN;标准差为23.07和25.57 mN;75%的法向接触拉力和压力分别位于10.09和11.90 mN以下,90%的法向接触拉力和压力分别位于20.42和24.51 mN以下,这与微胶囊受力状态的实测数据基本吻合。基于混凝土细观数值实验来分析自愈合微胶囊受力状态的方法具备应用前景,作为实测方法的补充,为微胶囊在混凝土中受力状态的获取及跨尺度研究提供了有效路径。     

混凝土单轴抗压强度尺寸效应的数值模拟

采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟混凝土试件单轴抗压的细观损伤断裂,并重点对单轴抗压强度尺寸效应进行研究。     

防裂高效减水剂在水泥混凝土路面中的试验研究

通过研究在水泥混凝土中加入由膨胀组份EVA粉厦减水组份自行配制而成的防裂型高效减水剂。改善了水泥混凝土的力学性能、细观结构以及收缩性能。为特殊路段使用水泥混凝土路面提供了广阔的应用前景。     

移动荷载作用下柔性路面多尺度结构的响应

为了研究移动荷载下路面结构内部细观结构的响应,采用离散元方法进行了多尺度路面结构移动荷载响应的分析．建立了柔性基层沥青路面典型结构的离散元模型,并计算了移动荷载作用下沥青层底的应力和应变,通过与已有经典计算程序荷栽响应计算结果的比较,验证了所建立的离散元模型．以该离散元模型为基础,在沥青混凝土结构层的底部,采用尺度较小的离散单元描述粗集料的体积含量、分布特征以及空隙大小等细观结构,以此建立路面结构的多尺度模型．对路面结构宏观响应与细观结构的荷载响应进行了比较分析,并分析了沥青砂浆劲度对细观结构处荷载响应的影响．结果表明：粗集料与沥青砂浆界面位置的拉应力均值和离散系数均大于沥青砂浆内部;荷载引起的应力和应变在沥青砂浆内部和界面内部均存在不均匀分布;沥青砂浆的劲度越大,沥青混凝土内部的荷载响应分布越趋于均匀．     

玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土低温开裂特性

为了探究玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土在寒冷地区的适用性,通过小梁弯曲试验、数字图像相关(digital image correlation, DIC)技术与低温约束应力试验,对布敦岩沥青混凝土、基质沥青混凝土和玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土的低温开裂特性进行研究。结果表明：在低温条件下,玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土变形能力强,冻断温度及转化点温度低;较其他2种沥青混凝土损伤因子达到1所需的时间长,裂缝宽度小,关键开裂点出现时间晚。宏细观分析均表明,玄武岩纤维复合布敦岩沥青改性沥青混凝土的低温抗裂性能优异。     

基于PFC2D黏性土与混凝土接触面剪切试验研究

基于颗粒离散元理论、单轴及双轴压缩试验可获得混凝土及土体细观强度参数,将其应用到黏性土与混凝土直剪试验中。研究表明：PFC^2D软件能够从细微观尺度揭示土体-混凝土两种不同材料界面处剪切破坏机制,直剪试样经历了四阶段,分别为弹性阶段、弹塑性阶段、强度软化阶段及残余强度阶段;接触界面裂纹的快速贯穿是导致强度软化的主因,在直剪试验加载过程中接触界面及离界面较近区域土体会随混凝土一起变形,直至试样达到土体抗剪强度为止。     

大晶粒铝试件细观变形分析

采用光测手段对大晶粒铝试件拉伸时的细观变形场作了较为深入的分析。实验发现由于晶界滑错在晶界附近存在的高剪应变导致晶粒内部细观变形场不均匀。文中亦对多晶体试样三晶交点附近和多晶体系的塑性变形分布进行了分析研究。该实验结果及其分析为细观塑性理论的进一步研究提供了有力的实验依据。     

压力容器材料两种韧性断裂形态的分析研究

根据细观力学在金属韧性材料断裂中的研究成果，考察了压力容器材料韧性断裂的过程及断口的宏细观特征，结果表明：容器材料的韧窝型断裂和剪切型断裂模式，分别对应于宏观断裂形态上的正断口和斜断口；决定这两种断裂机理转变的关键因素是断裂部位的应力状态和材料的自身特性，应力状态的大小用应力三轴度来度量，临界应力三轴度是一材料常数；讨论了压力容器两种韧断形态与其应力状态的关系。     

基于细观结构有限元模型的环氧沥青混合料间接拉伸试验研究

运用有限元方法建立环氧沥青混合料细观结构模型,对其间接拉伸试验(IDT)进行数值模拟.首先借助图像处理技术得到由集料和沥青砂浆组成的环氧沥青混合料二相细观结构,并通过蠕变试验获取沥青砂浆常温下的黏弹性材料参数,最后结合有限元手段建立包含集料、砂浆等在内的混合料细观结构有限元模型.数值模拟结果表明,有限元计算的混合料劲度...     

基于ABAQUS的再生混凝土棱柱体数值模拟

通过微机控制电液伺服压力试验机对再生粗骨料取代率分别为0、30%和75%的150 mm×150 mm×300 mm再生混凝土棱柱体进行轴心抗压强度试验,测得再生混凝土弹性模量。通过ABAQUS建立与试验尺寸相同的再生混凝土棱柱体有限元模型,并设置再生混凝土材料本构关系参数。对有限元模型采用时间—位移的线性加载方法进行了单轴轴心压缩模拟,以验证ABAQUS中再生混凝土棱柱体模型的正确性。     

Coupled elasto-plasticity damage constitutive models for concrete

The paper is to design and construct a coupled elasto-plasticity damage constitutive model for concrete. Based on the energy dissipation principle, the Hsieh-Ting-Chen four-parameter yield function is used. The model can reflect different strength characteristics of concrete in tension and compression, and reduce the limitation and lacuna of the traditional damage constitutive models for concrete. Furthermore, numerical test for concrete stress-strain relation under uniaxial tension and compression is given. Moreover, the damage process of concrete gravity dam is calculated and analyzed in seismic load. Compared with other damage constitutive models, the proposed model contains only one unknown parameter and the other parameters can be found in the Hsieh-Ting-Chen four-parameter yield function. The same damage evolution law, which is used for tension and compression, is good for determining stress-strain constitutive and damage characteristics in complex stress state. This coupled damage constitutive models can be applied in analyzing damage of concrete gravity dam and arch dam.     

箍筋约束高强混凝土柱应力应变曲线的非线性有限元分析

利用ANSYS模拟四根不同配箍率的高强混凝土轴压柱,分析了各柱的裂缝图和应力应变曲线。结果表明,随着配箍率的增加,柱的延性和承载力可以得到提高;较好的验证了文献中的箍筋作用机理。     

基于实时法对混凝土工作寿命的预测研究

对混凝土立方体试件施加竖向荷载,同步进行应力应变测量,结合实时法预估混凝土出现宏观裂纹的时间,运用损伤力学理论,给出一种预估混凝土试件工作寿命的试验方法.     

CFRP约束轴压预压混凝土的峰值应变预测

对CFRP约束预压混凝土的轴压性能试验进行研究,并对混凝土的峰值应变的影响因素进行分析。结果发现,对于CFRP约束预压混凝土,峰值应变的主要影响因素可归结为等效圆柱约束刚度Er,混凝土弹性模量Ec和预加轴压比B三个因素。参考已有峰值应变模型,结合参数分析,对已有峰值应变模型进行改进,提出CFRP约束轴压预压混凝土的峰值应变预测模型,为CFRP约束预压混凝土的应力-应变模型的参数确定提供计算方法。     

再生骨料取代率对混凝土抗压性能的影响

以再生骨料、天然骨料、河砂、P·O42．5R．普通硅酸盐水泥、粉煤灰、S95粒化高炉矿渣粉、自研的MPE—GAA—AA—AMPS三元共聚聚羧酸类高效减水剂为主要原料,通过再生骨料不同取代率制作了520个再生骨料混凝土试块,运用普通混凝土力学性能试验方法,对再生骨料混凝土的抗压强度、回弹值、弹性模量和单轴受压进行综合试验。结果显示：再生骨料混凝土抗压强度的发展规律与普通混凝土存在一些差异：再生骨料取代率直接影响着再生骨料混凝土各龄期的抗压强度、单轴受压应力一应变关系、弹性模量以及再生骨料混凝土修正后回弹值。通过加入自研的MPEG从-从-AMPS三元共聚聚羧酸类高效减水剂,以50％再生骨料取代率,配制设计强度为30MPa的再生骨料混凝土是最切合实际的。     

再生粗骨料混凝土抗压性能试验研究

针对实际工程中废弃混凝土种类和原始强度等级,采用不同粗骨料取代率配制再生混凝土,测试其抗压强度.结果显示,在标准配合比下,原始混凝土来源和强度等级对再生混凝土抗压强度有影响,再生粗骨料取代率的影响相对较小.     

Numerical analysis of ultimate strength of concrete filled steel tubular arch bridges

INTRODUCTION As a result of the combined effects of the rolled steel tube and the core concrete, Concrete Filled Steel Tubular (CFST) structures can effectively take ad-vantage of these two materials to improve the com-pressive strength and the ductility of the structures. This kind of structure is developing quickly in China and widely used in high-rise structures and bridges. Recently, due to the development of construction projects, numerous studies on CFST structures have been i…     

应变率对混凝土动态强度性能影响的研究进展

综述应变率对混凝土动态强度性能的影响的试验研究进展情况,对目前国内外已开展的主要的混凝土动态特性实验研究成果进行分类说明与评述。包括单轴抗压动态加载、定侧压动态加载、双轴等比例动态加载、有初始静载的动态加载、单轴拉伸动态加载、有侧压的劈拉试验、循环荷栽作用下的拉伸试验以及考虑温度和湿度影响的动态加载试验。指出目前试验研究工作存在的问题,展望未来的发展趋势。对混凝土动态特性的研究今后仍将是本学科领域的一个热点。