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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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单轴压缩荷载作用下混凝土损伤破坏的细观力学分析
Meso-mechanical analysis of concrete damage under uniaxial compression load
2024年第5期
塑性损伤;细观力学;随机骨料模型;单轴压缩;混凝土
Plastic damage; Meso-mechanics; Random aggregate model; Uniaxial compression; Concrete
2024年第5期
10.19761/j.1000-4637.2024.05.001.06
浙江省教育厅科研项目资助(Y202248582);杭钢集团科研项目资助(XKZ202212027)。
何 康1,屈 伸2,*
1.兰州交通大学 土木工程学院,甘肃 兰州 730070;2.浙江工业职业技术学院 建筑工程学院,浙江 绍兴 312000

何 康1,屈 伸2,*

何康,屈伸.单轴压缩荷载作用下混凝土损伤破坏的细观力学分析[J].混凝土与水泥制品,2024(5):1-6.

HE K,QU S.Meso-mechanical analysis of concrete damage under uniaxial compression load[J].China Concrete and Cement Products,2024(5):1-6.

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摘   要:基于伸缩因子函数的变形方法和蒙特卡罗方法,建立了由骨料、砂浆和二者之间的界面过渡区构成的混凝土随机骨料模型。采用有限单元法对混凝土随机骨料模型的抗压强度、应力峰值、应力分布、损伤状态等力学性能进行了数值计算,从细观尺度上分析了混凝土的损伤破坏过程及裂缝形貌特征。结果表明:在单轴压缩荷载作用下,混凝土首先在薄弱区域的界面过渡区处发生拉应力和剪应力集中,产生初始损伤;然后损伤扩展至水泥砂浆,形成贯穿裂缝;最终,导致混凝土承载力失效。 Abstract: Based on the deformation method of expansion factor function and Monte Carlo method, a concrete random aggregate model composed of aggregate, mortar and the interface transition zone between the two was established. The mechanical properties of the concrete random aggregate model, such as compressive strength, stress peak, stress distribution and damage state were analyzed by finite element method. The damage and failure process and crack morphology characteristics of concrete were analyzed at a microscopic scale. The results show that concrete first experiences tensile and shear stress concentration at the Interface transition zone in weak areas under uniaxial compression load. At this time, the initial damage occurs. Then the damage extends to the cement mortar, and finally forms the connection crack, resulting in the failure of the concrete bearing capacity.
英文名 : Meso-mechanical analysis of concrete damage under uniaxial compression load
刊期 : 2024年第5期
关键词 : 塑性损伤;细观力学;随机骨料模型;单轴压缩;混凝土
Key words : Plastic damage; Meso-mechanics; Random aggregate model; Uniaxial compression; Concrete
刊期 : 2024年第5期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2024.05.001.06
文章编号 :
基金项目 : 浙江省教育厅科研项目资助(Y202248582);杭钢集团科研项目资助(XKZ202212027)。
作者 : 何 康1,屈 伸2,*
单位 : 1.兰州交通大学 土木工程学院,甘肃 兰州 730070;2.浙江工业职业技术学院 建筑工程学院,浙江 绍兴 312000

何 康1,屈 伸2,*

何康,屈伸.单轴压缩荷载作用下混凝土损伤破坏的细观力学分析[J].混凝土与水泥制品,2024(5):1-6.

HE K,QU S.Meso-mechanical analysis of concrete damage under uniaxial compression load[J].China Concrete and Cement Products,2024(5):1-6.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:基于伸缩因子函数的变形方法和蒙特卡罗方法,建立了由骨料、砂浆和二者之间的界面过渡区构成的混凝土随机骨料模型。采用有限单元法对混凝土随机骨料模型的抗压强度、应力峰值、应力分布、损伤状态等力学性能进行了数值计算,从细观尺度上分析了混凝土的损伤破坏过程及裂缝形貌特征。结果表明:在单轴压缩荷载作用下,混凝土首先在薄弱区域的界面过渡区处发生拉应力和剪应力集中,产生初始损伤;然后损伤扩展至水泥砂浆,形成贯穿裂缝;最终,导致混凝土承载力失效。

Abstract: Based on the deformation method of expansion factor function and Monte Carlo method, a concrete random aggregate model composed of aggregate, mortar and the interface transition zone between the two was established. The mechanical properties of the concrete random aggregate model, such as compressive strength, stress peak, stress distribution and damage state were analyzed by finite element method. The damage and failure process and crack morphology characteristics of concrete were analyzed at a microscopic scale. The results show that concrete first experiences tensile and shear stress concentration at the Interface transition zone in weak areas under uniaxial compression load. At this time, the initial damage occurs. Then the damage extends to the cement mortar, and finally forms the connection crack, resulting in the failure of the concrete bearing capacity.

关键词:
分析
the
and
混凝土
concrete
of
damage
损伤
at
stress
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(1)在混凝土破坏过程中,最初在薄弱结构的界面过渡区处发生损伤,形成微裂纹;然后微裂纹在砂浆中沿骨料轮廓进一步扩展;最后延伸到混凝土表面形成宏观裂缝,导致混凝土的承载力降低直至失效。
(2)混凝土的损伤发展过程是在界面过渡区处沿着45°和135°方向向砂浆基质发展,最终形成倒“V”字形损伤带。
(3)混凝土内部剪切应力和拉应力集中区域重合,重合区域在界面过渡区处。

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何康,屈伸.单轴压缩荷载作用下混凝土损伤破坏的细观力学分析[J].混凝土与水泥制品,2024(5):1-6.

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