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基于细观模拟的混凝土动态压缩强度尺寸效应研究

金浏 余文轩 杜修力 张帅 杨旺贤 李冬

金浏, 余文轩, 杜修力, 张帅, 杨旺贤, 李冬. 基于细观模拟的混凝土动态压缩强度尺寸效应研究[J]. 工程力学, 2019, 36(11): 50-61. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363
引用本文: 金浏, 余文轩, 杜修力, 张帅, 杨旺贤, 李冬. 基于细观模拟的混凝土动态压缩强度尺寸效应研究[J]. 工程力学, 2019, 36(11): 50-61. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363
JIN Liu, YU Wen-xuan, DU Xiu-li, ZHANG Shuai, YANG Wang-xian, LI Dong. RESERCH ON SIZE EFFECT OF DYNAMIC COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE BASED ON MESO-SCALE SIMULATION[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(11): 50-61. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363
Citation: JIN Liu, YU Wen-xuan, DU Xiu-li, ZHANG Shuai, YANG Wang-xian, LI Dong. RESERCH ON SIZE EFFECT OF DYNAMIC COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE BASED ON MESO-SCALE SIMULATION[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(11): 50-61. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363

基于细观模拟的混凝土动态压缩强度尺寸效应研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363
基金项目: 国家重点研发计划项目(2018YFC1504302,2016YFC0701100);国家自然科学基金项目(51822801,51421005)
详细信息
    作者简介:

    金浏(1985-),男,江苏泗阳人,教授,博士,博导,主要从事混凝土与混凝土结构领域研究工作(E-mail:jinliu@bjut.edu.cn);余文轩(1993-),男,浙江人,硕士,主要从事混凝土结构尺寸效应方面研究(E-mail:ywxmailbox@163.com);张帅(1992-),男,河南人,硕士,主要从事混凝土结构尺寸效应方面研究(E-mail:zhangshuai_bjut@163.com);杨旺贤(1994-),男,河南人,硕士,主要从事混凝土材料尺寸效应方面研究(E-mail:yang_wangxian@163.com).李冬(1988-),男,北京人,助理研究员,博士,主要从事混凝土及混凝土结构领域研究(E-mail:winte_lee@126.com).

    通讯作者: 杜修力(1962-),男,四川广安人,长江学者特聘教授,博士,博导,主要从事地震工程领域研究(E-mail:duxiuli@bjut.edu.cn).
  • 中图分类号: TU528;TU375

RESERCH ON SIZE EFFECT OF DYNAMIC COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE BASED ON MESO-SCALE SIMULATION

  • 摘要: 在混凝土静态破坏尺寸效应方面开展的研究已经较为完善,而在动态破坏尺寸效应方面的研究还远没有形成一个统一的认知。混凝土尺寸效应根源于内部组成的非均质性,从细观角度出发,考虑材料非均质及细观组分的应变率效应,将混凝土看作由骨料、砂浆及界面过渡区组成的三相复合材料,建立了混凝土动态破坏行为研究的细观数值分析方法,对不同应变率(1×10-5 s-1~2×102 s-1)及不同尺寸方形混凝土试件单轴压缩破坏行为进行模拟与分析。数值结果表明:混凝土动态与静态加载下压缩强度尺寸效应规律存在明显差异,在动态压缩强度尺寸效应规律中,存在一个临界应变率(约为1 s-1),即:低于临界应变率时,应变率增大时,压缩强度随试件尺寸增大而减小,且尺寸效应逐渐被削弱;达到临界应变率时,混凝土动态压缩强度与尺寸无关,尺寸效应被完全抑制;高于临界应变率时,应变率增大时,压缩强度随试件尺寸增大而增大,尺寸效应逐渐增强。最后对混凝土动态强度尺寸效应的产生机理进行了分析与讨论。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-30
  • 修回日期:  2018-09-13
  • 刊出日期:  2019-11-25

基于细观模拟的混凝土动态压缩强度尺寸效应研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363
    基金项目:  国家重点研发计划项目(2018YFC1504302,2016YFC0701100);国家自然科学基金项目(51822801,51421005)
    作者简介:

    金浏(1985-),男,江苏泗阳人,教授,博士,博导,主要从事混凝土与混凝土结构领域研究工作(E-mail:jinliu@bjut.edu.cn);余文轩(1993-),男,浙江人,硕士,主要从事混凝土结构尺寸效应方面研究(E-mail:ywxmailbox@163.com);张帅(1992-),男,河南人,硕士,主要从事混凝土结构尺寸效应方面研究(E-mail:zhangshuai_bjut@163.com);杨旺贤(1994-),男,河南人,硕士,主要从事混凝土材料尺寸效应方面研究(E-mail:yang_wangxian@163.com).李冬(1988-),男,北京人,助理研究员,博士,主要从事混凝土及混凝土结构领域研究(E-mail:winte_lee@126.com).

    通讯作者: 杜修力(1962-),男,四川广安人,长江学者特聘教授,博士,博导,主要从事地震工程领域研究(E-mail:duxiuli@bjut.edu.cn).
  • 中图分类号: TU528;TU375

摘要: 在混凝土静态破坏尺寸效应方面开展的研究已经较为完善,而在动态破坏尺寸效应方面的研究还远没有形成一个统一的认知。混凝土尺寸效应根源于内部组成的非均质性,从细观角度出发,考虑材料非均质及细观组分的应变率效应,将混凝土看作由骨料、砂浆及界面过渡区组成的三相复合材料,建立了混凝土动态破坏行为研究的细观数值分析方法,对不同应变率(1×10-5 s-1~2×102 s-1)及不同尺寸方形混凝土试件单轴压缩破坏行为进行模拟与分析。数值结果表明:混凝土动态与静态加载下压缩强度尺寸效应规律存在明显差异,在动态压缩强度尺寸效应规律中,存在一个临界应变率(约为1 s-1),即:低于临界应变率时,应变率增大时,压缩强度随试件尺寸增大而减小,且尺寸效应逐渐被削弱;达到临界应变率时,混凝土动态压缩强度与尺寸无关,尺寸效应被完全抑制;高于临界应变率时,应变率增大时,压缩强度随试件尺寸增大而增大,尺寸效应逐渐增强。最后对混凝土动态强度尺寸效应的产生机理进行了分析与讨论。

English Abstract

金浏, 余文轩, 杜修力, 张帅, 杨旺贤, 李冬. 基于细观模拟的混凝土动态压缩强度尺寸效应研究[J]. 工程力学, 2019, 36(11): 50-61. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363
引用本文: 金浏, 余文轩, 杜修力, 张帅, 杨旺贤, 李冬. 基于细观模拟的混凝土动态压缩强度尺寸效应研究[J]. 工程力学, 2019, 36(11): 50-61. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363
JIN Liu, YU Wen-xuan, DU Xiu-li, ZHANG Shuai, YANG Wang-xian, LI Dong. RESERCH ON SIZE EFFECT OF DYNAMIC COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE BASED ON MESO-SCALE SIMULATION[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(11): 50-61. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363
Citation: JIN Liu, YU Wen-xuan, DU Xiu-li, ZHANG Shuai, YANG Wang-xian, LI Dong. RESERCH ON SIZE EFFECT OF DYNAMIC COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE BASED ON MESO-SCALE SIMULATION[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(11): 50-61. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.06.0363
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