:为 了从 材料 细观 非均 质 角度 揭 示混 凝土 强度 尺寸 效应机 理 ,建立 了混凝 土 细观 单元 等 效 非 均质 力 学模 型 ,开展 了立方体 抗拉 、抗 压 强度 尺 寸 效应 细观 数值 模 拟 研 究 。研 究 结果 表 明 :混 凝 土 强度 尺 寸效应根 源于材料 细观 非均 质性 ,随 着模 型尺 寸的增 加 ,混凝 土材 料 细观 单元 弹性模 量 变异 系数 增 大 ,材料 细观 非均 质性 增强 ,大 尺 寸模 型 内部 存 在 更 多的低 强 度 单元 或 缺 陷 ,导致 混 凝 土 立 方体 抗拉 、抗压 强度 降低 ,极 限应 变减 小 ,脆 性 增 大 ;混 凝 土损 伤破 坏 由 少量 集 中区域 ,发散 扩展 形 成 多条非 贯通 的裂 纹带 ;数 值模 拟 结果 与尺 寸效应 实验 数据相 吻合 。 关键 词 :混凝 土 ;细观 非均 质 ;细观 单元等 效化 模 型 ;强度 尺 寸效应 ;破 坏模 式 中 图分 类 号 :TU528.1;TV331 文献标 志 码 :A 文章编 号 :1674—4764(2015)03—0011—08 M eso—heterogeneity m echanism ofthe concrete sizeeffectoftension and compression strength DuM ln1’2,DuXiuli1,JinLiu1,LuAizhen1 (1.TheKeyLaboratoryofU rbanSecurity and DisasterEngineering, BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,P.R.China; 2.InstituteofDisaster—prevention Scienceand Technology,Sanhe065201,Hebei,P.R.China) Abstract:In orderto revealthesize effectmeso—heterogeneity mechanism ofconcretestrength,the meso— elementequivalentheterogeneitym odelwasestablished.Tension and compression testsweresim ulated for differentsizem eso—heterogeneitymodels.Theresultsshowedthatthesizeeffectofconereteisrooted in the m eso—heterogeneity mechanism ofmaterials. W ith the increase ofm odelsize,the variation coefficientof m eso—elementelasticmodulus increasesand meso—heterogeneity ofconcreteheightened. Also,m ore low— strength unitsOrdefectswerediscovered in thelarge—sizemode1. Asaresult,thetension and com pression strength of concrete and the ultimate strain decreased and the brittleness of concrete strengthened. Concretedamageregion extended from theconcentrated areatom ultiplenon—penetrating crack zones. Key words: concrete; meso—heterogeneity; meso—elem ent equivalent m odel; strength size effect; fa.11】rero ode 混凝 土是 重 要 的 建 筑材 料 ,随着 工 程 规 模 的发 展 ,混凝 土构 件尺 寸不 断增 大 ,材料 强 度 随着 构 件尺 寸 的增 大 而降低 ,存 在尺 寸效 应现 象 El3。近 年来 围 绕混凝 土 尺寸 效应 的研 究 逐 年 增 加 ,材 料 强 度 破 坏 收 稿 日期 :2O14一ll—O8 基金项 目:国家 自然科学基金 (51408127);中国地震局 教师科研 基金 (20120104) 作者简介 :杜敏 (1978年),副教授 ,主要从事结构工程 的研究 ,(E-mail)dumin2001@163.corn。 Received:2014-11—08 Foundation item :NationalNaturalScience Foundation ofChina (No. 51408127);Teachers’Scientific Research Fund of ChinaEarthquakeAdministration(20120104) Authorbrief:Du Min(1978一),associateprofessor,main researchinterest:civilstructure,(E—mail)dumin2001@ 163.tom.
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