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细观等效理论预测再生混凝土宏观力学参数 被引量：3
1
作者 陈海玉 徐福卫 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第7期772-782,共11页
预测分析再生混凝土各组分对再生混凝土宏观力学参数的影响是开展再生混凝土基本力学性能的一种方式.为了分析再生混凝土各组分对再生混凝土宏观力学参数的影响,根据再生混凝土的细观结构组成,建立了细观等效模型,利用扭转变形、细观夹... 预测分析再生混凝土各组分对再生混凝土宏观力学参数的影响是开展再生混凝土基本力学性能的一种方式.为了分析再生混凝土各组分对再生混凝土宏观力学参数的影响,根据再生混凝土的细观结构组成,建立了细观等效模型,利用扭转变形、细观夹杂理论、弹性等效思想和M-T模型方法,推导了由原生骨料、老界面层、老水泥砂浆、新界面层和新水泥砂浆等组成的再生混凝土的宏观力学参数预测模型.预测结果表明,随着再生骨料的取代率增加,水泥砂浆的含量不断增加,再生混凝土孔隙率也随之增大,导致再生混凝土的Poisson比随之增大,弹性模量、剪切模量和体积模量不断降低.模型的预测结果较好地反映了再生混凝土宏观力学参数随再生骨料取代率的增加不断变化的这一趋势,也为再生混凝土宏观力学参数的预测提供了一条简单实用的新方法,有利于再生混凝土基本力学性能的研究分析. 展开更多
关键词 细观等效 再生混凝土 宏观力学参数 扭转变形
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混凝土材料宏观力学特性分析的细观单元等效化模型 被引量：41
2
作者 杜修力 金浏 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期654-661,共8页
提出了一种混凝土材料宏观力学特性分析的新方法—细观单元等效化模型。该方法从描述混凝土材料的细观尺度入手,采用Monte Carlo法生成由骨料颗粒及砂浆基质组成的混凝土试件的随机骨料模型;然后,依据混凝土材料特征单元尺度来剖分有限... 提出了一种混凝土材料宏观力学特性分析的新方法—细观单元等效化模型。该方法从描述混凝土材料的细观尺度入手,采用Monte Carlo法生成由骨料颗粒及砂浆基质组成的混凝土试件的随机骨料模型;然后,依据混凝土材料特征单元尺度来剖分有限元网格并投影到建立的随机骨料模型上,各细观单元的有效力学特性则采用复合材料等效化方法来确定。本文方法体现了材料非线性宏观力学特性源于其内在的不均匀性这一认识,而对不均匀性的描述则是以网格剖分是否影响其宏观力学特性为准则。因此,本文方法较其他细观力学方法最大的优点在于极大地减小了体系自由度数目(特别是对于三维问题),从而提高了计算效率。算例分析初步验证了本文方法的高效性。 展开更多
关键词 混凝土 细观单元等效化模型 特征单元尺度 等效化 力学特性
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考虑孔隙及微裂纹影响的混凝土宏观力学特性研究 被引量：32
3
作者 杜修力 金浏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期101-107,共7页
混凝土是一种典型的多孔介质材料,孔隙分布错综复杂,孔径尺寸跨越微观尺度和宏观尺度,对混凝土弹性模量及强度等力学参数产生巨大影响。认为混凝土是由骨料、孔隙及砂浆基质组成的三相复合材料,采用Monte Carlo法将孔隙、微裂纹及微缺... 混凝土是一种典型的多孔介质材料,孔隙分布错综复杂,孔径尺寸跨越微观尺度和宏观尺度,对混凝土弹性模量及强度等力学参数产生巨大影响。认为混凝土是由骨料、孔隙及砂浆基质组成的三相复合材料,采用Monte Carlo法将孔隙、微裂纹及微缺陷与骨料颗粒随机投放在砂浆基质中。根据三相球模型及中空圆柱形杆件模型得到含孔材料的有效力学性质,并推导得到含孔材料的等效本构模型。建立含孔隙混凝土试件的细观单元等效化力学模型,对二级配含孔隙混凝土试件在单轴拉伸及压缩条件下的反应进行了非线性分析。结果表明:孔隙、微裂纹的存在对混凝土宏观弹性模量、强度及残余强度等力学性质都有很大影响,在对混凝土宏观力学特性分析及研究混凝土损伤断裂时不应忽略其影响。 展开更多
关键词 混凝土 孔隙 微裂纹 力学特性 细观单元等效化力学模型
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非均质混凝土材料破坏的三维细观数值模拟 被引量：27
4
作者 杜修力 金浏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期82-88,共7页
在随机骨料模型的基础上,采用特征单元尺度对网格进行剖分,建立了非均质混凝土材料损伤破坏及宏观力学特性研究的三维细观单元等效化模型。对单轴拉伸、单轴压缩条件下湿筛混凝土试件的破坏过程及宏观力学性能进行了模拟分析;研究了混... 在随机骨料模型的基础上,采用特征单元尺度对网格进行剖分,建立了非均质混凝土材料损伤破坏及宏观力学特性研究的三维细观单元等效化模型。对单轴拉伸、单轴压缩条件下湿筛混凝土试件的破坏过程及宏观力学性能进行了模拟分析;研究了混凝土梁的三分点弯拉力学特性,并与平面模型结果作了对比。研究表明:1)与平面计算模型相比,三维模型更真实地模拟混凝土材料在外荷载作用下的损伤破坏过程,更准确的描述非均质混凝土材料的宏观力学性能,且与实验结果吻合;2)骨料空间分布形式基本不影响混凝土材料的宏观弹性模量及强度,但影响其破坏过程和破损路径;3)与随机骨料模型等细观力学方法相比,该方法具有高效性。 展开更多
关键词 混凝土 非均质 细观单元等效化模型 损伤破坏 力学性能
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考虑过渡区界面影响的混凝土宏观力学性质研究 被引量：26
5
作者 杜修力 金浏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期72-79,共8页
混凝土材料的宏观力学特性及破坏机理由其细观组分来决定,界面过渡区是影响混凝土断裂破坏路径及宏观力学特性的重要因素。认为界面过渡区是区别于远处砂浆基质的一层含较高孔隙率的近场砂浆材料,采用"两步等效法"得到了混凝... 混凝土材料的宏观力学特性及破坏机理由其细观组分来决定,界面过渡区是影响混凝土断裂破坏路径及宏观力学特性的重要因素。认为界面过渡区是区别于远处砂浆基质的一层含较高孔隙率的近场砂浆材料,采用"两步等效法"得到了混凝土细观单元的等效本构关系模型。最后基于细观单元等效化方法分析了在单轴拉伸、单轴压缩及弯拉载荷条件下混凝土试件的破坏过程及宏观力学性质,探讨了界面过渡区对混凝土力学特性的影响,并与随机骨料模型分析结果进行了对比。结果表明:界面相的存在对混凝土的弹性模量、强度及残余强度等力学性质有很大影响,在对混凝土宏观力学特性及细观断裂破坏过程进行研究时不可忽略其影响。 展开更多
关键词 混凝土 界面过渡区 孔隙率 细观单元等效化模型 力学特性
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混凝土拉压强度尺寸效应的细观非均质机理 被引量：9
6
作者 杜敏 杜修力 +1 位作者 金浏 卢爱贞 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期11-18,共8页
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,... 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。 展开更多
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
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用细观单元等效化方法模拟混凝土细观破坏 被引量：7
7
作者 杜修力 金浏 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2012年第6期1-7,共7页
从非连续介质力学角度出发,提出了1种能准确模拟混凝土断裂破坏过程的细观单元等效化方法,推导混凝土细观单元的等效力学行为并数值验证了其合理性。基于细观单元等效化模型,采用扩展有限元法对单轴拉伸条件下湿筛混凝土试件的裂纹扩展... 从非连续介质力学角度出发,提出了1种能准确模拟混凝土断裂破坏过程的细观单元等效化方法,推导混凝土细观单元的等效力学行为并数值验证了其合理性。基于细观单元等效化模型,采用扩展有限元法对单轴拉伸条件下湿筛混凝土试件的裂纹扩展过程及宏观力学性能进行数值模拟,并与细观随机骨料模型结果进行对比。结果表明:与随机骨料模型相比,细观单元等效化模型大大减小了体系自由度,在较低计算量的情况下可以获得与之较吻合的裂纹扩展路径及宏观力学性能,充分展现了该力学模型的准确性和高效性。 展开更多
关键词 混凝土 细观单元等效化 扩展有限元法 断裂破坏 宏观力学性能
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基于细观单元等效化方法的混凝土动态破坏行为分析 被引量：6
8
作者 金浏 杜修力 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期33-40,共8页
混凝土材料具有明显的应变率效应,对其力学性质增强机理的认识还不统一。在细观随机骨料模型基础上,采用特征单元尺度划分试件网格,推导了考虑材料拉/压强度应变率效应的细观单元等效本构关系,建立了非均质混凝土材料的细观单元等效化... 混凝土材料具有明显的应变率效应,对其力学性质增强机理的认识还不统一。在细观随机骨料模型基础上,采用特征单元尺度划分试件网格,推导了考虑材料拉/压强度应变率效应的细观单元等效本构关系,建立了非均质混凝土材料的细观单元等效化数值模型。基于二维模型对Dilger等混凝土动态压缩试验进行了数值模拟,获得的数值结果与试验数据及随机骨料模型结果吻合良好,证明了细观单元等效化方法的准确性;进而对三维混凝土试件动态单轴拉伸和压缩破坏模式及宏观力学性质的加载速率效应进行了研究。数值结果表明:随着加载速率的增加,混凝土裂纹(损伤)数量增大,混凝土破坏将耗散更多的能量,是混凝土动态强度提高的主要原因。 展开更多
关键词 混凝土 细观单元等效化方法 率效应 破坏模式 动态力学性质
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不同饱和度混凝土静动态力学性能数值模拟研究
9
作者 黄俊龙 王乾峰 张帅康 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期79-84,97,共7页
本文基于蒙特卡罗方法和Fuller级配理论生成了含孔隙的三维混凝土细观几何模型,采用Mori-Tanaka的复合材料等效化方法将细观模型中的骨料、砂浆和孔隙水材料力学参数属性进行等效化处理.对不同饱和度混凝土进行三轴受压数值模拟,研究了... 本文基于蒙特卡罗方法和Fuller级配理论生成了含孔隙的三维混凝土细观几何模型,采用Mori-Tanaka的复合材料等效化方法将细观模型中的骨料、砂浆和孔隙水材料力学参数属性进行等效化处理.对不同饱和度混凝土进行三轴受压数值模拟,研究了饱和度、应变速率、初始应力等对混凝土三轴受压力学性能的影响.结果表明:相同初始应力和应变速率下,混凝土抗压强度、峰值应变随饱和度的增加呈线性下降趋势,弹性模量随饱和度的增加呈微弱的线性上升趋势;相同饱和度和初始应力下,混凝土抗压强度、弹性模量和峰值应变随应变速率的增加而增大;相同应变速率和饱和度下,随着初始应力增加,混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变随之增大. 展开更多
关键词 混凝土 细观单元等效模型 饱和度 应变速率 数值模拟
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