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混凝土破坏过程的二维颗粒流数值模拟

肖辉  
【摘要】:混凝土是在当今土木工程领域应用最广泛的一种工程材料,大量学者对混凝土的破坏过程进行了深入的研究。采用有限元方法研究混凝土的破坏过程,大部分都是将混凝土材料等价为均匀材料。这种简化不能正确反映混凝土材料的非均匀性,也不能准确的描述混凝土材料在荷载作用下,裂缝产生、扩展和贯通的全过程。针对有限元法等方法分析混凝土破坏过程中的缺陷,本文将混凝土视为水泥砂浆基质和骨料组成的两相复合材料,利用颗粒流理论,进行了以下研究: 1、本文根据给定的模型尺寸,利用PFC2D随机生成混凝土的骨料,建立混凝土的细观数值模型。 2、通过混凝土的双轴模拟试验,分析了颗粒细观参数的改变对混凝土宏观性能的影响,建立了材料宏观参数和细观参数之间的关系,为混凝土的单轴模拟试验参数的确定提供的依据。 3、模拟混凝土在单轴压缩载荷作用下,混凝土破坏的全过程,分析了颗粒细观参数的改变对混凝土宏观力学行为的影响,并研究了模型的尺寸效应。模拟了混凝土的三点弯曲试验,给出试件的破坏过程和荷载—位移曲线。


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