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考虑孔隙影响的混凝土有效弹性模量预测分析研究
Effect of Pores on Effective Modulus of Elasticity Prediction of Concrete

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吴丹 1   陆林军 1   乔丕忠 1,2,3 *   谢瑞峰 1  
文摘 本文通过纳米压痕实验技术得到混凝土材料细观各相参数,基于渐进均匀化理论,采用蒙特卡洛方法和双向游走方法建立了含孔隙混凝土的胞元模型.分析了孔隙在冻融循环次数增加情况下对混凝土有效弹性模量的影响,同时与有限元模拟分析进行了比较.结果表明:随着冻融循环次数增加,孔隙体积分数增大,界面与砂浆压痕模量相对降低,但对骨料影响较小,导致混凝土宏观弹性模量随之降低;理论分析预测的混凝土有效弹性模量与有限元模拟结果吻合良好.应用含孔隙混凝土胞元模型能有效地预测混凝土宏观弹性模量,进而也为其在冻融作用下老化演变机理的研究评估提供了基础.
其他语种文摘 In this paper, a cell model of porous concrete is established using Monte Carlo simulation and a bidirectional walk method. By using nanoindentation technique, the microscopic mechanical properties of each phase of concrete are obtained. The asymptotic homogenization theory is then used to predict the effective modulus of elasticity of concrete and evaluate the effect of pores with increasing freeze-thaw cycles, in comparison with numerical finite element analysis. The results show that as the volume fraction of pores increases due to increased freeze-thaw cycles, the indentation moduli of the interface and mortar decrease obviously and the one of aggregate seldom changes, resulting in the decrease of macroscopic modulus of elasticity of concrete. The theoretical analysis results are in good agreement with finite element simulation. The cell model of porous concrete is effective in predicting the modulus of elasticity of concrete, and it paves the foundation for evaluating aging mechanism of concrete under freeze-thaw actions.
来源 力学季刊 ,2019,40(1):13-21 【扩展库】
DOI 10.15959/j.cnki.0254-0053.2019.01.002
关键词 孔隙 ; 混凝土 ; 有效弹性模量 ; 均匀化理论 ; 冻融循环 ; 纳米压痕实验
地址

1. 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院, 上海, 200240  

2. 上海交通大学, 海洋工程国家重点实验室, 上海, 200240  

3. 上海交通大学, 高新船舶与深海开发装备协同创新中心, 上海, 200240

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 0254-0053
学科 力学
基金 国家自然科学基金
文献收藏号 CSCD:6456394

参考文献 共 19 共1页

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引证文献 3

1 王明路 基于修正高精度广义胞元法的复合材料细观力学分析 力学季刊,2020,41(1):51-58
CSCD被引 1

2 洪乔 三维修正高精度广义胞元法及其在复合材料宏细观弹塑性力学分析中的应用 力学季刊,2023,44(2):269-280
CSCD被引 0 次

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