：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 中图分 类号 ：TU528．01 文献标 志 码 ：A 文章 编号 ：1002—3550(2015)11—0007—05 Threedimension meso—scale numericalsimulation and com putertomographyexperimenton concrete M AO Lingtao ，LIU Yongliang ，X UE Ru (1．StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandSafeMining，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China 2．SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China； 3．ZhengzhouInstituteofAeronauticalIndustry Management，Zhengzhou450015，China) Abstract：Inordertostudythemeso—scalefailuremechanism ，theconcreteisconsideredasacompositematerialconsistingofaggre— gate，interface，liquidcementandpore．Byusingmicrofocusindustrial computertomography，thespecimenwasscannedan dtheCT im— agesin high resolution were obtained．AfterCT im ageprocessing and segment，the three dim ensionalnumericalmodelforAN SYS was builtwiththeaidofM imicssoftware．Bycomparingtheresultsofthenumericalsimulafionwim matofuniaxialcompressionexperiment byusingCT SCan insitu，itisshownthattheinterfaceistheweakestpartan dthecracksaregeneratedfrom theinterfaceatfirst．Along theinterface，thecracksextendto theliquid cement，mean whilethecrackspassthroughsomeaggregatescoalesce，an d thenform the failuresurface．ItCan befoundthattheinitiationanddevelopmentofthehighstrainareasinthesamplenumericalmodelareconsistent to the destruction ofthe specimen underuniaxialcom pression，which indicatesth atthe method proposed to build modelisfeasible．The realstructurecharacteristicsofthesamplecanbereflectedinthismodelwhichprovidesanew modelbuildingmeantoresearchmeso— scalecharacteristicsoftheconcretebyusingnumericalsimulation． Keywords：concrete；numericalsimulation；meso—scalestructure；industrialCT 0 引言混凝土是 由骨料 、水泥浆 、添加剂及 孔隙组成 的复合 材料 ，其内部存在着裂 隙、气泡和孔洞等缺 陷，这些缺陷及 骨料 的形态 与分布都影 响着混凝 土材料 的宏观力学性能 ， 对混凝土细观力学的研究有助于理解其宏观破坏机理 。混 凝土 的细观研究起源于 20世纪 70年代末 ，各 国学者从 混凝土的细观结构出发 ，根据混凝土材料及其力学性质的 非均匀性 ，建立 了多种数 值模型对其破坏 过程进行研究 。 Schlangen_2最先应用格构模型对混凝土 的断裂破 坏进行 研究 ，模拟 了素混凝 土典 型开裂 面 的贯通过 程 和破坏机 理 ；唐春安等 提出了随机力学模 型 ，将各 相材料特性按 照给定 的 Weibul1分布代替正 态分布来赋值 ；高政 国等 提出随机骨料模型 ，建立 了二维混凝土骨料随机投放 的算 法和程序 ；李朝红等 提出混凝土三维细观随机骨料 随机 力学参数模型 ，考虑了骨料在空 间的随机分布 以及材料参 数的随机分布特性。上述模 型大多是基于随机数学理论建 立的随机模型 ，在一定程度上能够反映 出混凝 土的非匀质 性 ，但不能模拟混凝 土中骨料 的真实形状 与空间位置 ，而 混凝土 中骨料 的形态又影响着混凝土的力学性质 。。。 微焦点工 业 CT(ComputerTomography)能够无 损检 测材料和结构 的内部 变化 ，同时具有较高 的分辨 率 ，为混

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