基于CT图像的细观混凝土模型中低应变率冲击下端部摩擦效应研究

基于微观X射线计算断层扫描(XCT)图像,采用单元替换像素的方法建立真实普通强度混凝土试件的细观有限元模型。该模型包含骨料、砂浆、界面过渡区和孔洞,并采用ABAQUS中的混凝土损伤塑性本构模型CDP来模拟各相材料。对20个基于XCT图像的细观模型进行了中低应变率(10~(-5) s~(-1)～2 s~(-1))冲击作用下的端部摩擦效应的蒙特卡洛模拟;并对模拟结果进行统计分析和曲线拟合,获得了动态抗压强度和端摩擦系数及应变率之间的定量关系式,以及无摩擦时抗压强度提高因子CDIF与应变率之间的关系式。结果表明,端摩擦能够提高混凝土的抗压强度,但当摩擦系数达到0.3后其影响不再明显;CDIF与应变率的对数■呈二次抛物线关系;拟合的关系式与实验结果吻合良好。     

基于CT图像的细观混凝土模型中低应变率冲击下端部摩擦效应研究

基于微观X射线计算断层扫描（XCT）图像，采用单元替换像素的方法建立真实普通强度混凝土试件的细观有限元模型。该模型包含骨料、砂浆、界面过渡区和孔洞，并采用ABAQUS中的混凝土损伤塑性本构模型CDP来模拟各相材料。对20个基于XCT图像的细观模型进行了中低应变率（10^-5 s^-1~2 s^-1）冲击作用下的端部摩擦效应的蒙特卡洛模拟；并对模拟结果进行统计分析和曲线拟合，获得了动态抗压强度和端摩擦系数及应变率之间的定量关系式，以及无摩擦时抗压强度提高因子CDIF与应变率之间的关系式。结果表明，端摩擦能够提高混凝土的抗压强度，但当摩擦系数达到0.3后其影响不再明显；CDIF与应变率的对数（logε）呈二次抛物线关系；拟合的关系式与实验结果吻合良好。     

UHPFRC圆盘动态劈裂试验及基于μXCT图像的破坏机理研究

采用分离式霍普金森压杆对钢纤维体积分数为0～3%的超高性能纤维增强混凝土（ultra high performance fibre reinforced concrete, UHPFRC）圆盘试件进行应变率为1.72～7.42 s-1的动态劈裂试验，使用高速摄像机结合数字图像相关（digital image correlation, DIC）法获得试件表面裂缝扩展全过程图像和应变演化过程，并对冲击前后试件进行微观X射线计算断层扫描（micro X-ray computed tomography,μXCT），获得分辨率为56.7μm的三维内部图像，并进行统计和破坏机理分析。结果表明：(1)相比无纤维试件，掺入1%～3%的钢纤维，静、动劈裂强度分别提高84%～131%和47%～87%，动劈裂强度增强因子（即动静强度比值）为1.07～1.72;(2) DIC应变图像分析表明，无纤维试件裂缝集中、破坏快、能耗低；含纤维试件裂缝弥散程度大、能耗高、延性好，且随着纤维含量的提高而提升；(3)μXCT图像分析表明，试件中钢纤维体积分数为1.04%～2.47%，与设计基本一致，孔洞体积分数为0.98%...