混凝土三维细观数值模拟与CT试验研究

毛灵涛 刘永亮 薛茹 混凝土 2015年第11期

摘要:为了研究混凝土材料的细观结构破坏机理,将其视为由骨料、界面、水泥浆和孔隙组成的复合材料。利用微焦点工业CT对试件进行扫描,获得高精度CT图像。通过图像处理与分割,应用Mimics软件建立三维数值模型,采用有限元软件ANSYS进行数值模拟并与试件单轴压缩CT原位扫描试验进行对比。结果表明:试件内部界面是其薄弱部位,裂纹首先在界面处产生,沿界面扩展到水泥浆,同时裂纹也会穿过部分骨料,最终贯通形成破裂面。通过对比发现数值模拟高应变区的萌生、扩展、联通与试件单轴压缩CT试验的破坏过程以及最终的破裂面形状都具有一致性,表明该建模方法是可行性。该模型能够充分反映试件内部真实结构特征,为数值方法研究混凝土材料细观特性提供了建模手段。

关键词:混凝土数值模拟细观结构工业ct

单位:中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室 北京100083 中国矿业大学北京力学与建筑工程学院 北京100083 郑州航空工业管理学院 河南郑州450015

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