导　　师： 李丽娟

学科专业： H1402

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 目前，对高性能混凝土力学性能的研究主要有以下两种途径：材料力学性能试验和细观数值模拟。在细观数值模拟的背景下，力学试验具有双重作用：一方面，为细观数值模拟提供基础数据，包括试样组成材料的细观力学性质、试样尺寸等；另一方面，数值模拟结果的可靠性必须能够经得起试验的检验。而力学试验有其自身的缺点：耗时且费用高，试验结果往往还受各种因素的影响，且一般的试验结果无法解释混凝土细观破坏机理。本文针对橡胶混凝土（crc）真实试验中存在的不足，从细观层次，基于随机骨料模型，选择简单的本构关系，结合理论和试验成果，建立细观数值模型，利用非线性有限元方法对橡胶混凝土材料的力学性能进行模拟研究。在节省试验费用和试验时间的同时，克服真实试验的不足，并且能够选择出最优的方法，达到预期目的；同时还可以在以往试验基础上对未知问题进行预测分析，对提出的新理论进行前期论证；为新型建筑材料开发奠定理论基础。主要内容如下： ⑴分别利用瓦拉文（walraven）公式和富勒（w.b.fuller）公式计算出各等效粒径下，二、三维细观骨料的数目。 ⑵编写随机骨料生成程序，利用蒙特卡罗的方法，生成各种形状（圆形、椭圆形、凸多边形及混杂形状）的二维随机骨料模型和三维球形骨料模型。 ⑶采用波前算法对二维随机骨料进行网格划分，划分四节点四边形单元；对三维球形随机骨料模型采用渐变技术拓扑生成delaunay四面体空间单元。 ⑷在细观层次模拟橡胶混凝土时，假设橡胶颗粒为完全弹性材料，引入线性莫尔库仑本构并考虑拉伸软化及压碎。 ⑸基于各种形状的二维随机骨料模型及三维球形随机骨料模型，利用非线性有限元方法，对橡胶混凝土试件单轴受压下的力学性能进行研究，把得出各种工况下的应力-应变全曲线与真实试验进行比较。 ⑹对橡胶混凝土细观数值模拟的结果表明计算机仿真可克服真实试验的一些缺点，得出应力-应变全曲线数据，模拟的应力-应变曲线与真实试验比较吻合。

关 键 词： 增强混凝土 橡胶混凝土 建材力学 本构关系

分 类 号： [TU528.57 TU502.3]

领　　域： [建筑科学] [建筑科学]