西安建筑科技大学学报(自然科学版)

以橡胶颗粒作为集料制备而成的橡胶混凝土生态材料,在改善延性性能的同时也改变了传统混凝土的缺陷形态.本文基于黏结裂缝模型,以橡胶混凝土的砂浆、粗骨料、橡胶颗粒、砂浆-橡胶界面、砂浆-骨料界面及砂浆-砂浆界面组成的六相材料细观构型为切入点,提出建立橡胶混凝土二维随机初始缺陷模型的方法,描述了典型破坏形态,并探讨了橡胶粒、不同位置初始缺陷含量对计算结果的影响程度.结果表明:随着粒径的减小,橡胶混凝土的抗拉强度增加; 初始缺陷对橡胶混凝土的力学性能影响程度显著且随含量的增加呈线性降低,在数值模拟中,不可忽略.

Rubber concrete, being an ecological material, was prepared by using rubber particles as aggregates,which improved the ductile property. At the same time, it changed the defect morphology of traditional concrete. Based on the bonded crack model, the meso-configuration of the six-phase material composed of rubber concrete mortar, coarse aggregate, rubber granule, mortar-rubber interface, mortar-aggregate interface and mortar-mortar interface are built up. The method of two-dimensional random initial defect model of rubber concrete account for describing the typical failure modes. Then it evaluates the influence of rubber particles, initial defect content and degree under different loading rates on the calculation values. Results show that the tensile strength of rubber concrete increases with the decrease of rubber particle size. The initial defects have a significant effect on the mechanical properties of rubber concrete and decrease linearly with the increase of content. In numerical simulation,these may not be ignored.

引言
1 粘结裂缝模型
2 细观模型建立
3 破坏形态
4 初始缺陷约束下的破坏
5 结论

图1 软化曲线<br/>Fig.1 Softening curveGnf和Gsf

图1 软化曲线
Fig.1 Softening curveGnf和Gsf

图2 裂纹模拟原理<br/>Fig.2 Crack simulation principle

图2 裂纹模拟原理
Fig.2 Crack simulation principle

表1 各级配骨料数目<br/>Tab.1 Number of aggregates at all level

表1 各级配骨料数目
Tab.1 Number of aggregates at all level

图3 划分网格结果
Fig.3 Meshing result

图4 嵌入预设裂缝单元<br/>Fig.4 Embed preset crack unit

图4 嵌入预设裂缝单元
Fig.4 Embed preset crack unit

表2 各单元类型数据
Tab.2 Unit type data

表3 材料参数
Tab.3 Material parameters

图5 完整橡胶混凝土破坏形态<br/>Fig.5 Complete rubber concrete failure process

图5 完整橡胶混凝土破坏形态
Fig.5 Complete rubber concrete failure process

图6 完整橡胶混凝土损伤云图<br/>Fig.6 Complete rubber concrete damage cloud map

图6 完整橡胶混凝土损伤云图
Fig.6 Complete rubber concrete damage cloud map

图7 20目20%掺量的试件破坏形态<br/>Fig.7 Twenty mesh 20% dosage test piece destruction process

图7 20目20%掺量的试件破坏形态
Fig.7 Twenty mesh 20% dosage test piece destruction process

图8 40目20%掺量的试件破坏形态<br/>Fig.8 Forty mesh 20% dosage test piecedestruction process

图8 40目20%掺量的试件破坏形态
Fig.8 Forty mesh 20% dosage test piecedestruction process

图9 不同粒径的试件应力-应变曲线图<br/>Fig.9 Stress-strain curve of specimens with different particle sizes

图9 不同粒径的试件应力-应变曲线图
Fig.9 Stress-strain curve of specimens with different particle sizes

图10 5%孔隙率试件破坏形态<br/>Fig.10 5% porosity test piece destruction process

图10 5%孔隙率试件破坏形态
Fig.10 5% porosity test piece destruction process

图11 不同孔隙率截面应力-应变曲线图<br/>Fig.11 Stress-strain curve of different porosity sections

图11 不同孔隙率截面应力-应变曲线图
Fig.11 Stress-strain curve of different porosity sections

图12 不同橡胶界面掺量微裂纹应力-应变曲线图<br/>Fig.12 Stress-strain curve of microcracks in different rubber interfaces

图12 不同橡胶界面掺量微裂纹应力-应变曲线图
Fig.12 Stress-strain curve of microcracks in different rubber interfaces

图13 不同骨料界面掺量微裂纹应力-应变曲线图<br/>Fig.13 Stress-strain curve of microcracks in different aggregate interfaces

图13 不同骨料界面掺量微裂纹应力-应变曲线图
Fig.13 Stress-strain curve of microcracks in different aggregate interfaces

图14 不同基质界面掺量微裂纹应力-应变曲线图<br/>Fig.14 Stress-strain curve of microcracks in different matrix interfaces

图14 不同基质界面掺量微裂纹应力-应变曲线图
Fig.14 Stress-strain curve of microcracks in different matrix interfaces

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备注

引言

1 粘结裂缝模型

2 细观模型建立

3 破坏形态

4 初始缺陷约束下的破坏

5 结论

期刊信息