橡胶混凝土细观性能的数值分析

发布时间：2021-11-18 10:29

　　从细观角度出发,以骨料、橡胶颗粒、砂浆基质、骨料砂浆界面、橡胶砂浆界面及砂浆-砂浆界面六相成分组成的橡胶混凝土细观有限元模型为切入点,建立了基于黏结裂缝模型的混凝土细观模型,以单轴受拉为例,研究了掺量及粒径对橡胶混凝土细观性能的影响。结果表明:合理减小橡胶颗粒的粒径可以使橡胶更为均匀的分布在砂浆基质中,从而提高强度和变形能力,这种方法是一种有效改善橡胶混凝土力学性能的方式;采用黏结裂缝单元建立的细观模型可以很好解决小粒径的仿真问题。 

【文章来源】：地震工程与工程振动. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

软化曲线

图4 素混凝土破坏过程图6为基准混凝土损伤云图,从图中可以看出,素混凝土破坏过程为从试件内部薄弱区最先出现损伤,即应力集中的区域,而这些损伤部位集中在混凝土骨料周围,也就是说破坏最先发生在粗骨料界面处。随着位移荷载的加大,损伤区域继续增加并相互连接形成初始裂缝,应力重新分布并且集中在裂纹尖端处。随着位移荷载继续加大,裂缝最终贯通,试件丧失承载能力即试件完全破坏。

图6为基准混凝土损伤云图,从图中可以看出,素混凝土破坏过程为从试件内部薄弱区最先出现损伤,即应力集中的区域,而这些损伤部位集中在混凝土骨料周围,也就是说破坏最先发生在粗骨料界面处。随着位移荷载的加大,损伤区域继续增加并相互连接形成初始裂缝,应力重新分布并且集中在裂纹尖端处。随着位移荷载继续加大,裂缝最终贯通,试件丧失承载能力即试件完全破坏。图7为20%掺量的8目橡胶混凝土损伤云图。在普通混凝土中嵌入橡胶颗粒,但因为橡胶的弹性模量远小于砂浆和粗骨料,因此随着荷载的增大,橡胶颗粒周围的应力迅速增加,从而引起橡胶-砂浆界面周围的应力集中,然而橡胶颗粒耗散能量的能力很强,自身应力变化并不明显,如图7(a)。位移荷载继续增加,试件内部的损伤单元随橡胶颗粒在模型中分散分布。当裂缝出现后,应力重新分布,但依然集中在橡胶颗粒处,因此裂纹发展路径优先选择靠近橡胶粒的路线。

【参考文献】：
期刊论文
[1]橡胶粒径及掺量对橡胶混凝土力学性能的影响[J]. 严智卓,周金枝,周陈旭.  湖北工业大学学报. 2018(04)
[2]橡胶混凝土抗冲击性能研究[J]. 闻洋,刘培培.  硅酸盐通报. 2018(03)
[3]基于随机骨料模型的混凝土抗压强度尺寸效应研究[J]. 张颖,刘昌永,王玉银,尹航.  建筑结构学报. 2017(S1)
[4]基于黏结裂缝模型的混凝土细观损伤模拟[J]. 刘永平,郝志明,李潘.  混凝土. 2017(08)
[5]混凝土楔入劈拉和三点弯曲断裂过程的细观数值模拟[J]. 王思莹,王立成,王文斌.  计算力学学报. 2016(03)
[6]低掺量橡胶混凝土单轴受压力学性能试验研究[J]. 廖国维,阮盛华,曾岚,潘珠峰,刘锋,李丽娟.  混凝土. 2016(01)
[7]基于粘结裂缝模型的混凝土细观力学特性模拟[J]. 柳波,殷德胜,陈博夫,刘思洋.  水电能源科学. 2015(05)
[8]橡胶混凝土的基本力学性能[J]. 赵艳艳,贺东青,王一鸣.  河南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[9]橡胶颗粒掺量、粒径影响橡胶混凝土性能的试验分析[J]. 路沙沙,麻凤海,邓飞.  硅酸盐通报. 2014(10)
[10]基于预插黏性界面单元的Koyna重力坝强震破坏过程分析[J]. 徐海滨,杜修力,杨贞军.  振动与冲击. 2014(17)

博士论文
[1]混凝土结构裂缝的有限元模拟[D]. 余学芳.浙江大学 2012

硕士论文
[1]橡胶混凝土强度细观机理研究[D]. 杨朝霞.郑州大学 2017



本文编号：3502738