混凝土细观分析中随机多边形骨料生成方法

提出了一种以改进面积判别准则和凸多边形生成方式为基础的二维混凝土骨料随机生成算法。通过对骨料延伸条件的改进和定点位置条件的限定,改进了程序的可执行性,提高了随机多边形骨料的生成效率;通过轴向拉压计算实例对比分析了圆形和多边形骨料对于混凝土试件单轴抗拉、抗压力学性能的影响。结果表明：圆形骨料试件抗拉、抗压能力略高于多边形骨料试件,骨料形状对混凝土试件拉压力学性能数值模拟结果的影响很小。     

混凝土随机骨料模型的建模及尺寸效应

在现有的混凝土二维随机多边形骨料生成方法的基础上,引入了一种新的生成方法,能在任意混凝土截面上生成任意面积百分比的骨料,其在Matlab中实现。并把生成的骨料模型导入有限元软件ABAQUS内进行数值模拟。最后应用本模型验证混凝土强度的尺寸效应。通过模拟表明,此方法简单,并能够与三维建模建立一定的联系。     

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。     

粗骨料品种与特细砂高强泵送混凝土的弹性模量

在特细砂高强度送混凝土研制中，测得的３批特细砂碎卵石Ｃ５０泵送混凝土弹性模量不仅显著低于特细砂石灰岩Ｃ５０泵送混凝土的弹性模量，且低于《混凝土结构设计规范》中相应规定值，提请有关方面注意粗骨料品种对混凝土弹性模量的影响。     

轻骨料混凝土弹性模量预测的数值方法

提出了轻骨料混凝土弹性模量预测的快速傅里叶变换法。将轻骨料模拟成多边形,引入周期性边界条件,将轻骨料分布到正方形区域中而重构轻骨料混凝土细观结构。通过划分网格,等距离选取像素点,利用快速傅里叶变换法获得轻骨料混凝土弹性模量的数值解。通过与文献中的试验结果对比,证实该数值方法具有较高的精度。基于模拟结果,分析了最大轻骨料粒径、界面层厚度和界面弹性模量对轻骨料混凝土弹性模量的影响。数值结果表明,这三个因素的影响处于同一个数量级,在6%～10%之间。     

轻骨料混凝土弹性模量预测的数值方法

提出了轻骨料混凝土弹性模量预测的快速傅里叶变换法。将轻骨料模拟成多边形,引入周期性边界条件,将轻骨料分布到正方形区域中而重构轻骨料混凝土细观结构。通过划分网格,等距离选取像素点,利用快速傅里叶变换法获得轻骨料混凝土弹性模量的数值解。通过与文献中的试验结果对比,证实该数值方法具有较高的精度。基于模拟结果,分析了最大轻骨料粒径、界面层厚度和界面弹性模量对轻骨料混凝土弹性模量的影响。数值结果表明,这三个因素的影响处于同一个数量级,在6%~10%之间。     

混凝土二维随机骨料的数值模拟

通过对现有混凝土二维随机骨料生成算法的分析总结,引人一种新的算法,编写二维骨料生成程序,对圆形、椭圆形以及基于圆和椭圆的内接凸多边形三种剖面形状的混凝土二维随机骨料进行数值模拟,并进行网格划分.提出在从圆周上取点生成的圆基凸多边形基础上,从椭网周上取点生成椭圆基凸多边形,并且引入"交线法"(Intersect Line)对凸多边形进行干涉判断.最后通过几个算例对此方法进行验证.模拟的结果表明:此方法简单、快捷、高效,并可利用先进的有限元软件对混凝土宏、细观力学性能作进一步的数值研究.     

混凝土拉伸时的细观数值分析

从细观力学角度．把混凝土看作是由骨料、水泥砂浆及二者之间的界面组成的复合材料,应用TrueGrid软件形成了高质量的分块映射网格,建立了混凝土立方块试件的三维数值模型。模拟了混凝土试件在单向拉伸时裂纹的产生、发展过程。     

混凝土骨料含量对弹性模量的影响预测

根据统计平均的概念,提出了物理意义明确的骨料立方体等效模型,进而推导出混凝土弹性模量计算公式,并与互相独立的两组试验数据进行对比分析。提出了可将混凝土试验数据作为计算基础的骨料增减量预测法,放宽了对预测模型使用条件的限制。研究表明,公式的预测值与试验值的相对误差一般可以保持在10%以内,并且适用于骨料弹性模量和体积分数大幅度变化的情况。     

二维混凝土骨料随机生成与投放算法及程序

混凝土细观结构的多相性、不均匀性很大程度上控制了其细观尺度上的损伤演变机制及宏观尺度上的力学特性。粗骨料是混凝土的重要组成部分,其几何模型是开展混凝土细观力学研究的基础。建立一个能反映实际混凝土级配、含量等信息的粗骨料几何模型,对混凝土细观结构数值模拟有重要意义。本文提出了基于实数解的椭圆形随机骨料干涉判断方法和基于圆形骨料边延拓的凸多边形随机骨料生成方法,进而得到圆形、椭圆形与凸多边形3种不同形状的二维全级配混凝土骨料随机生成与投放算法,编制了界面友好的交互式程序。数值算例显示了3种不同形状的二级配、三级配与四级配混凝土骨料的生成与投放效果。结果显示,该算法提高了骨料的随机生成与投放效率,改进了程序的可执行性。     

混凝土弹性模量预测的混合夹杂模型

基于细观夹杂理论,将混凝土看作是由骨料、界面、砂浆、孔洞和微裂缝组成的多相复合材料,将骨料和其外部包裹着的界面看作是球形等效颗粒,作为夹杂相,将含有孔洞和微裂缝的水泥砂浆作为等效基体,采用多步法建立了混凝土混合夹杂模型。将广义自洽方法和Mori-Tanaka方法相结合求得了模型的解析解。通过算例验证了模型的有效性,表明文中提出的模型能够较为真实全面的反映混凝土的细观组成相对其宏观弹性模量的影响。     

纤维高强混凝土弹性模量的试验研究

通过 12 6个 15 0mm× 15 0mm× 30 0mm、6 3个 15 0mm× 15 0mm× 15 0mm高强混凝土和纤维高强混凝土试件的抗压试验 ,研究了纤维类型和体积率对高强混凝土弹性模量的影响以及弹性模量与立方体抗压强度的关系 ,在讨论高强混凝土弹性模量计算公式的基础上 ,提出了纤维高强混凝土静压弹性模量的计算公式 ,该公式计算值与试验结果符合较好     

骨料对自密实混凝土性能的影响

研究了粗骨料最大粒径、粗骨料级配、砂率等因素对掺不同矿物掺合料,如粉煤灰、矿渣粉或硅灰的自密实混凝土的工作性与强度性能的影响。试验结果表明,粗骨料最大粒径越小,自密实混凝土的流动性越大、粘聚性越好。随着粉煤灰、矿渣粉的掺量增大,自密实混凝土的流动性明显增大,粘聚性显著下降。复合掺入合适比例的矿物掺合料,可有效改善自密实混凝土工作性与强度。粗骨料级配是影响自密实混凝土性能的重要因素之一。随着砂率增大,自密实混凝土拌合物的流动性增大,粘聚性减小,流动性损失减小,早期和后期抗压强度也随之下降。     

砌块弹性模量对密肋复合墙板抗侧刚度的影响分析

密肋复合墙结构是集承重、围护、节能、抗震于一体的新型建筑结构。它由隐形框架、密肋复合墙板、楼板装配整浇而成,具有多道抗震防线并可分阶段释放地震能量。鉴于结构地震反应的强弱与墙体抗侧刚度的大小密切相关,在试验研究基础上,利用大型通用有限元软件ANSYS建立了密肋复合墙体的非线性有限元分析模型,对填充不同弹性模量砌块墙体在...     

再生粗骨料对混凝土坍落度和抗压强度的影响

简述了哈尔滨市城市建筑垃圾的产生量和利用度,研究粗骨料的主要指标;采用再生粗骨料20%、30%、50%、70%、100%等质量代替天然碎石骨料配制了C30混凝土,研究了再生粗骨料对混凝土工作性和抗压强度的影响。研究结果表明:在水胶比相同时,混凝土坍落度下降,28d强度降低;若要保持混凝土坍落度基本相同,需采用增加用水量或增大减水剂的方式进行调整。     

李家峡拱坝坝体弹性模量及基岩变形模量的反演

根据实际情况建立了李家峡水电站的三维有限元模型以对大坝的工作状态进行安全监控。同时,根据不同工况下坝体实测位移相对值,用改进的BP网络来反演坝体弹性模量和基岩变形模量,可为计算模型提供更准确的参数,对大坝的安全状态做出准确评价。所用的方法也为其他物理力学参数的反演提供了有效的思路和方法。     

光纤法珀应变测量系统在混凝土弹性模量标定中的应用

基于光纤法珀应变传感器的基本原理,介绍了一种混凝土弹性模量标定的新方法。描述了利用光纤法珀应变传感器进行的混凝土弹性模量标定实验,给出了混凝土的标定曲线,并计算出了混凝土试验块的弹性模量。     

巷道围岩初始应力场和弹性模量的区间反演方法

从有限元数值计算的角度对岩土工程参数的可辨性进行了分析。在可辨识性分析的基础上，考虑观测数据的不确定性，建立了在联合采用围岩位移和应力观测数据的同时，识别地应力和围岩弹性模量的反演模型。并采用约束变尺度方法求解该反演模型，获得地应力和弹性所在区间范围。     

再生大骨料混凝土单轴受压本构关系

对4组不同堆石取代率的再生大粒径骨料(粒径为80~150mm)自密实混凝土进行了单轴受压试验,测得其承载力,并绘制应力-应变曲线.研究结果表明,再生大骨料自密实混凝土棱柱体轴心受压应力-应变关系曲线基本接近直线,其比例极限和强度极限接近,只有微小的塑性变形,破坏呈突发式纵向破坏.     

黄河淤泥承重多孔砖砌体弹性模量的试验研究

通过对18个黄河淤泥承重多孔砖砌体试件的弹性模量试验,并与砖砌体的弹性模量公式、规范进行比对分析,得知弹性模量的试验值是收敛的、可靠的,说明黄河淤泥承重多孔砖砌体有较好的抵御变形的能力,可用于替代粘土砖,作为承重的墙体材料。