考虑骨料形状效应时混凝土界面面积率的计算

提出了考虑骨料形状效应时混凝土界面面积率的数值算法.通过引入辅助椭圆,构造出八边形骨料.根据模拟所得的骨料分布,应用蒙特卡洛数值方法计算界面面积率.通过数值算法的有效性得到圆形骨料混凝土界面面积率解析解的证实后,定量评价了影响界面面积率的关键因素,发现界面面积率随着界面厚度的增大而增大,但随着最大骨料直径和骨科形状系数的增大而减小,也发现骨料级配对界面面积率有重要影响.     

基于真实骨料形状库的混凝土细观数值模型

针对混凝土细观数值模型生成的骨料形状与真实骨料形状不一致及难以进行凹凸型骨料的侵入判断等问题,提出了一种基于真实骨料形状库的骨料数值生成方法。采用双判据准则直接对凹凸型骨料进行侵入判断,并提出一种两阶段细观有限元方法对混凝土试件进行网格剖分;采用VC++开发的混凝土力学性能细观数值模拟前处理软件对该方法进行了验证。结果表明:这种改进的骨料数值生成方法使细观数值模型更加接近实际混凝土试件,消除了外包络辅助几何体增加骨料占用面积对骨料填充率的影响,同时能够尽可能地用矩形单元对混凝土细观数值模型中的各相材料分别进行网格剖分。     

混凝土骨料界面应力与试件强度

本文应用边界元虚拟力法对含典型骨料不同尺寸的混凝土试件进行数值计算,并用实验验证。从骨料与砂浆交界面的应力态势角度,探讨了混凝土试件强度随试件尺寸变化的规律,初步揭示了尺寸效应的机理。     

一种快速生成三维混凝土骨料模型的混合实现方法

三维随机骨料混凝土模型是由骨料、砂浆基体以及界面层组成的三相复合材料,基于Fortran和ANSYS软件提出了一种快速生成含高体分比球形骨料混凝土模型的混合实现方法,并在此基础上生成三维椭球形骨料(卵石)模型、凸多面体骨料(碎石)模型以及混合模型。算例结果表明,这种新方法可以快速生成三级配球形颗粒混凝土模型所需的骨料数据,相应的骨料投放含量能达到65%左右。混合方法可将骨料颗粒和界面层分离开来,在有限元网格剖分时避免了复杂的单元属性判别。通过对椭球形骨料模型和凸多面体骨料模型的有限元数值模拟,进一步验证了该混合方法的有效性。     

混凝土随机多面体骨料模型的生成方法

为三维混凝土细观力学行为研究提供一种简便有效的混凝土骨料的生成方法,通过对椭球体的方程进行改造,在其中加入三个随机变量和两个控制参数,从而将其变为不规则多面体以模拟混凝土骨料。采用两个参数对骨料的不规则性进行控制,同时利用椭球体的性质对骨料的外形及尖锐程度进行控制。通过投放实例表明提出的多面体骨料模型能够模拟实际工程中各种级配的混凝土骨料,并通过混凝土三相模型的材料不均质计算说明了该算法的有效性。     

混凝土细观图像和网格的生成方法

混凝土随机骨料模型(RAS)能够直观的显示出三相之间的位置关系,所以被广泛用于研究混凝土的细观力学性能中,文中利用MATLAB中的内置函数对随机骨料模型生成的方法进行了完善和优化,加入凸包算法保证生成的骨料为凸多边形,利用两条线段的位置关系判断骨料是否重叠,最后提出一套在MATLAB中快速生成细观模型有限元网格的算法,为混凝土细观力学性能的研究提供了支持。     

混凝土三维多面体骨料细观数值模型研究

为了揭示混凝土的损伤破坏机理,利用Ansys软件的参数化设计语言,建立了基于混凝土细观结构的三维多面体骨料数值模型,该模型由任意三角形基向空间拓展为多面体骨料,采用蒙特卡洛法将骨料向混凝土区域投放,并进行冲突判断,最后对骨料、砂浆、界面等各细观项进行网格划分及材料参数赋值,比球形骨料模型更能真实反映混凝土的骨料形态,且网格划分精度满足分析要求。     

骨料品种对混凝土界面结构及性能的影响

基于显微硬度(MH)、等离子发射光谱仪(ICP)等各种微细观测试技术,对比研究了灰岩、玄武岩、砂岩、大理岩和花岗岩对混凝土界面结构及性能的影响。结果表明,界面过渡区显微硬度由高到低依次为灰岩砂岩花岗岩玄武岩大理岩;砂岩和灰岩是各种骨料中活性最强的,骨料不仅吸附大量离子,也释放离子,表明砂岩和灰岩骨料表面发生了化学反应。     

钢渣粗骨料混凝土界面过渡区的研究

利用显微硬度仪、扫描电镜、能谱分析等微观测试手段,采取对比方法研究了普通碎石混凝土和钢渣粗骨料混凝土界面过渡区的结构和形态.结果表明：钢渣表面粗糙多孔,水泥浆体能够紧密包裹钢渣;钢渣水泥石界面过渡区约为40μm,略小于普通碎石水泥石界面过渡区（50μm）,其界面过渡区结构较为致密,因而可形成较强的界面黏结力,配制的钢渣粗骨料混凝土整体强度较高.     

粘钢加固钢筋混凝土梁的动态有限元建模与分析

在分离模式钢筋混凝土梁的有限元模型基础上，对粘钢加固钢筋混凝土梁建立了钢筋混凝土梁—粘结剂层—加固薄钢板的层叠结构有限元模型，并利用此模型对粘钢加固钢筋混凝土梁进行了动力学特性分析与动力响应计算。     

纤维增强轻骨料混凝土耐高温性能及有限元分析

通过试验研究了轻骨料混凝土的耐高温性能,并与普通混凝土做比较,从残余强度入手,分析高温下混凝土性能的变化规律和机理,并给出了建议的计算公式;用有限元方法对轻骨料混凝土耐高温性能进行分析.结果表明:①统计给出的高温后轻骨料混凝土残余强度曲线的公式与试验结果吻合良好.②全轻骨料混凝土耐高温最好,砂轻骨料混凝土次之,普通骨料...     

混凝土有限元模型分析概述

介绍了混凝土结构常见的集中有限元模型，并对混凝土有限元理论的本构关系和破坏准则以及参数选择和收敛问题进行了分析，并且提出了相应的建议，从而推动了混凝土性能的研究。     

奥氏体不锈钢筋与混凝土黏结性能试验及有限元分析

通过11组33个奥氏体不锈钢筋混凝土中心拉拔试验,研究钢筋直径、保护层厚度、锚固长度、混凝土强度及配箍率对试件破坏现象、黏结应力-滑移曲线、极限黏结强度的影响,并与1组3个普通碳素钢筋混凝土试件、1组3个铁素体不锈钢筋混凝土试件进行对比,分析3种类型钢筋与混凝土黏结性能的差异。基于试验数据,统计回归出奥氏体不锈钢筋与混凝土黏结强度的计算公式。运用ABAQUS有限元分析软件,对不同锚固长度拔出试件进行非线性有限元模拟分析,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:奥氏体不锈钢筋与混凝土的极限黏结强度要略低于普通碳素钢筋,但略好于铁素体不锈钢筋;荷载-位移曲线和极限荷载值与试验所得结果吻合较好。     

考虑基体混凝土抗压强度影响的再生粗(细)骨料混凝土干燥收缩模型

对已有研究中再生混凝土干燥收缩试验结果进行分析,发现再生细骨料对再生混凝土干燥收缩的影响随着基体混凝土强度的增大而降低,然而现有再生细骨料混凝土干燥收缩模型均未考虑基体混凝土强度的影响,这会高估采用源于高强混凝土的再生细骨料配制的再生混凝土的干燥收缩变形。基于现有试验结果,引入基体混凝土抗压强度影响系数,对课题组前期提出的再生细骨料混凝土干燥收缩模型进行修正,所提出的修正模型对再生混凝土干燥收缩性能预测结果相对现有其他模型预测结果离散性更小、精度更高,线性回归系数为1.009,判定系数为0.841。在工程常见参数范围内,采用修正模型进行了系统的参数分析,以研究基体/再生混凝土强度、砂率、再生粗/细骨料取代率、再生粗/细骨料吸水率和环境相对湿度等参数对再生混凝土干燥收缩的影响。分析结果表明,再生细骨料取代率的影响随再生粗骨料取代率的增大而降低,但影响依然显著;随着基体混凝土抗压强度的提高,再生骨料对混凝土干燥收缩的影响显著降低,设计中需考虑该因素的影响。     

沥青混凝土面层碎石集料的质量控制

从碎石集料生产加工、运输、存放等方面,提出沥青中、上面层碎石集料质量控制的几点要求,最大限度的减小原材料对沥青混凝土面层施工质量及耐久性的影响,进而提高沥青路面使用性能。     

高温后型钢混凝土框架结构抗震性能及其有限元分析

考虑受火时间、柱轴压比的影响,进行了考虑火灾升降温作用影响的高温后型钢混凝土框架结构抗震性能试验,升降温过程中和高温后阶段均保持柱顶竖向荷载的恒定。通过试验对高温后型钢混凝土框架结构在反复荷载作用下的破坏形态及滞回性能进行了研究。在此基础上,考虑升温阶段、降温阶段以及火灾后三阶段材料本构关系的转化以及型钢与混凝土之间、钢筋与混凝土之间界面的黏结滑移特性,建立了型钢混凝土框架结构温度场以及火灾后抗震性能的有限元分析模型,所得温度场以及试件的破坏形态、滞回曲线的分析结果与试验结果基本吻合,验证了所提出模型的合理性。     

考虑基体混凝土水灰比影响的再生粗(细)骨料混凝土徐变模型

对现有再生混凝土徐变试验数据的研究发现,源于不同强度混凝土的再生细骨料对再生混凝土徐变的影响差异较大,而现有模型未计入该差异的影响。因此,基于课题组前期已提出的再生粗、细骨料混凝土徐变模型,引入水灰比系数考虑用于制造再生骨料的废弃混凝土(基体混凝土)强度对残余水泥石物理性质的影响,提出了考虑基体混凝土水灰比影响的再生粗、细骨料混凝土徐变通用模型。基于现有试验结果,对所提出的再生粗、细骨料混凝土徐变模型及已有模型预测结果进行了对比分析。研究表明,修正后的徐变通用模型精度高于已有徐变预测模型,且离散性较低。通过系统参数分析,研究了在工程常见的参数范围内,基体与再生混凝土强度、取代率、再生细骨料吸水率以及环境相对湿度对徐变的影响。分析发现,基体混凝土强度、取代率、再生细骨料吸水率、环境相对湿度是影响再生混凝土徐变的关键参数。     

Endochronic damage constitutive model for fully-graded aggregate mass concrete

The behavior of deformation and strength of a fully-graded aggregate concrete under complex stress state is the basis of the nonlinear analysis and design for mass concrete structures such as concrete dams. In this paper, based on the combined endochronic theory with damage mechanics and on the quantities of experimental data, an endochronic damage constitutive model suitable for various aggregate grade concrete is proposed. This model takes into consideration the scale effect and the effect of wet screen sieve of aggregate in which the concept of yield surface is not needed and the difference of damage evolution rule of various graded aggregate concrete is a concern. The proposed model is used to analyze the deformation and strength of fully-graded aggregate mass concrete and the wet screened aggregate concrete specimens. The calculated results are in good agreement with experimental data, which can be used as a guide for the design of arch dams and other mass concrete structures. __________ Translated from Journal of Hydraulic Engineering, 2006, 37(7): 769–778 [译自: 水利学报]     

钢混梁与后张钢混T型梁的非线性有限元模型

采用ANSYS软件,建立了钢筋混凝土梁和钢筋混凝土T型梁的非线性有限元模型,该模型采用弥散裂纹法来处理混凝土拉伸断裂,采用塑性模型来考虑混凝土的压缩破碎,采用梁单元来考虑钢筋朝向和分布的影响。通过上述模型,讨论了钢筋混凝土梁和后张混凝土T型梁的非线性变形,通过与实验结果的对比,证明了该模型的有效性。