混凝土是一种力学行为复杂的多相复合材料。通过 PFC2D模拟，对 四种不同形状粗骨料混凝土试件的应力一应变 曲线， 破坏形态及破坏过程中的能量变化进行对比分析 。结果表明：混凝土单轴受压开裂裂缝都是绕骨料产生的，粗骨料本身不发生破坏； 混凝土的单轴受压强度与砂浆基质与粗骨料外边缘有效接触面积有关 ，非圆形骨料较圆形骨料 的界面接触面积大抗压强度也高，对 应的峰值应变也越大 ，应力应变曲线下降段也越陡些。 关键词 ： 颗粒流 ；混凝土 ；骨料 ；能量；形状 中图分类号 ： TU528．041 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1002—3550(2014)02—0061—03 Influenceofdiferentshapeofcoarseaggregateonconcretem echanicalproperties X／NGXinkui1,2，LIU Jing ，SUN Guanxiao ，YAN M aolongX,ZHANG Kunpeng (1．GuangxiScientificExperimentCenterofMining，MetallurgyandEnvironment，Guilin541004，China 2．GuangxiKeylaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，Guilin541004，China) Abstract： ConcreteiSakindofmultiphasecompositematerialswhosemechanicscharacteristiesareverycomplex．Fourdiferentshapes oftheaggregateweresimulatedbyPFC2D an dconcretestress—straincurveofthespecimens，thefailur epaRernandfailureintheprocess ofenergy chan gewerean alyzed．Theresultsshowedthattheconcreteunderun iaxialcompressioncrackingcrackswereproducedaround theaggregate，thecoarseaggregateitselfdamagedidnotOCCur．Theun iaxialcompressivestrengthofconcreterelatetomortarmatrixand aggregateouteredgeoftheeffectivecontactarea，thecircular aggregateacircular aggregateinterfacecontactareawaslargean dstrength washigh，thegreaterthepeakswainan dthecorresponding，declineperiodofstressandstrainCHIVewassteep． Keyw ords： particleflOW ；concrete；aggregate；energy；shape 0 引 言混凝 土是一种 由胶凝 材料 、骨料 、各类掺合料组成 的 多相复合材料 ，其 工程力学性质一直是工程界研究 的重点 课题 。由于计算机技术 的发展 ，近年来 ，采用数值模拟对混 凝土 的破坏机理 以及混凝 土宏 观力学性 能与细观参数 之 间关系的研 究越来越 多。张德海 [1]、彭一江圆模拟 了混凝 土 试件单轴受压破坏的全过程 ，并分析 了混凝 土材料细观结 构对 其宏 观力学行 为的影 响。河 海大学 汤书军[3]应用 随机 骨料分布 的细观有限元模型进行 了混凝土单轴受拉 、单轴 受压 、简支梁受弯等数值试验 ，研究 了混凝 土裂缝产生 、延 伸直至破坏的全过程 以及极限强度变化规律。清华大学刘 光廷 闱开展 了随机骨料分布模 型研究 ，利用非线 性有 限元 方法模拟了混凝土受拉破坏机理。 目前混凝土数值模拟的研究工作 ，大多仅 限于有限元 方法 。由于有限元方法 的局 限性 ，混凝土破裂过程中裂纹扩 展模拟效果不佳 ，而裂缝扩张演化规律是混凝土受力过程 中最重要的现象 ，因此有限元模拟混凝 土不能得到令人满 意的效果[5-8]。此外 肖辉例、黄修 山㈣等基 于离散元原 理利用 颗粒流软件 PFC2D[~u，模拟了混凝土的单轴受压破坏试验 ， 选取粗 骨料为单一类 圆形 的情况 ，与真实混凝土骨料形状 差异较大。笔者采用颗粒流软件 ，编写了几种非类圆形粗骨 料生成和投放程序。通过与过镇海模型 曲线对 比，得到混 凝土材料 的细观参 数 ，研究不同形状骨料对混凝土破坏形 态和力学行为的影响。 1 混凝土数值模 型建立 1．1 骨料的生成 由于混凝土中骨料的大小与分布具有离散性。因此混 凝土模 型中骨料的大小与分布采用随机分布 。而粗骨料可 以用不 同形状颗粒来描述 。不同形状粗骨料 的生成的过程 为 ：①在混凝土模型尺寸 (宽 50mmx高 100mm)范围内随 机生成 l10个粒径范围为 1．94--4．86mill的球形颗粒 。②把 第一步生成 的球形颗粒 的形心位置 和颗粒半径储存在一 个数组 中，然后删除所有球形颗粒 。③利用 Clump命令对应 的在上一步删除球形颗粒的形心位置生成截面积与球形

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