仿钢纤维轻骨料混凝土力学性能细观数值模拟研究.pptx.pptx

仿钢纤维轻骨料混凝土力学性能细观数值模拟研究有机仿钢纤维在改善混凝土的抗压强度、韧性和较大自重等性能方面表现出色,以及在替代钢纤维的应用前景上非常乐观。但现阶段对于仿钢纤维轻骨料混凝土的研究绝大部分的思路都是通过试验配置一定组别的混凝土,改变相关影响因素,经过一定的养护期限,由试验结果与对照组的对比分析某变量影响的大小,从而确定最优掺量。
这样的一种试验过程不仅周期长、花费高,而且还带来严重的浪费和建筑材料的污染问题。同时宏观实验也难以达到分析混凝土内部细观力学机理研究的效果。
从另一方面来说,混凝土的性能影响因素是多且复杂的,有时各种影响因素之间还存在耦合的情况,显然仅仅通过试验来查明主要影响因素和最优掺量已显得跟不上时代的发展。工欲善其事,必先利其器,随着计算机科学和有限元理论的发展,我们需要借助这两种有力的工具,运用仿真数值模拟技术帮助我们提高研究能力和效率。
本文以强度为C30的轻骨料混凝土为基础,将天然浮石和仿钢纤维混合配置成轻骨料仿钢纤维混凝土,养护一定龄期后,对其进行抗压强度试验研究,通过分析试验数据和宏观现象,探讨并总结纤维这一变量对混凝土整体性能如抗压强度、刚度、裂纹发生方式和变形的影响。其次,在此基础之上,使用MATLAB软件编程建立圆形、多边形随机骨料纤维混凝土模型,并做出良好的人机交互界面,通过界面输入不同仿钢纤维的掺量,以得到不同的模型,然后将这些模型通过AutoCAD软件导入到ABAQUS有限元软件中分别加以分析。
研究结论表明:(1)掺入仿钢纤维使轻骨料仿钢纤维混凝土的抗压强度、抵抗变形能力有一定程度的提高。(2)借助MATLAB可以建立了随机纤维骨料模型,可以实现纤维掺量或者骨料含量变化,并可以扩展为多因素分析,作为试验有益补充。
(3)利用ABAQUS对混凝土模型进行分析,其结果与试验结果吻合较好,能满足预期。