混凝土双轴力学性能的细观数值模拟.pdfVIP

中国港湾建设 ， 2009 年2 月 Feb. 2009 第1 期 总第159 期 China Harbour Engineering Total 159 ，No. 1 混凝土双轴力学性能的细观数值模拟 1 1 1 2 3 李雪飞 ，田杰 ，黄洪亮 ，张海 ，张超 （1. 河北建筑工程学院 土木系，河北 张家口 075024 ；2. 天津城市建设学院 土木工程系，天津 300384 ； 3. 北京工业大学，北京 100022） 摘 要：目前混凝土和钢筋混凝土建筑物多是以单轴强度为标准设计的，但实际上，大多数建筑物均处于多轴应力 状态。文中从细观层次上分析了混凝土的内部结构，对混凝土试块在双轴应力作用下的力学特性进行了较为全面的 随机骨料模型数值模拟。试验成果表明，试件的双轴强度与单轴强度相比有显著区别，而且与应力比有很大的关 系，混凝土的非均质性表现的更为突出。通过模拟试件在双轴应力作用下的强度包络图可以看出，常规混凝土的薄 弱环节是骨料与砂浆基质之间的粘结面，裂纹沿界面扩展并最终导致试件的破坏，这与室内实验所得结果是相似 的，试件的破坏形态也基本与实验中观察到的一致。因此在结构设计中如果考虑到这些情况，则可以避免浪费材料 或者受力考虑不足造成结构处于危险状态。 关键词：混凝土；细观；随机骨料模型；有限元方法；双轴应力，数值模拟 中图分类号：TU458.3 文献标识码：A 文章编号：1003- 3688（2009）01- 0018- 04 Numerical Experiment on Concrete Specimen under Biaxial Stress 1 1 1 2 3 LI Xue-fei ，TIAN Jie ，HUANG Hong-liang ，ZHANG Hai ，ZHANG Chao （1. Hebei Institute of Architecture and Civil Engineering Department of Civil Engineering，Zhangjiakou ，Hebei 075024, China; 2. Tianjin Institute of Urban Construction Department of Civil Engineering ，Tianjin 300384, China; 3. Branch of Beijng University of Technology ，Beijing 100044 ，China） Abstract ：At present, concretes and reinforced concretes are designed in uniaxial strength, but actually most of buildings are under biaxial stress. In this paper, the inner structure of concrete specimens is analyzed on meso- level, the mechanics charac- teristic on concrete specimen under biaxial stress ca