基于三维随机细观模型的珊瑚混凝土力学性能模拟

作     者：吴彰钰 张锦华 余红发 麻海燕 方秦 WU Zhangyu;ZHANG Jinhua;YU Hongfa;MA Haiyan;FANG Qin

作者机构：南京航空航天大学民航学院南京211100 东南大学土木工程学院南京211189 陆军工程大学国防工程学院南京210007 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2021年第49卷第11期

页      面：2518-2528页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上资助项目(52078250,51878350) 国家自然科学基金重点资助项目(11832013) 国家自然科学基金青年基金资助项目(51508272) 江苏省研究生科研创新基金(KYCX20-0212) 南京航空航天大学研究生拔尖创新人才“引航计划”跨学科创新基金(KXKCXJJ202005)。 

主　　题：珊瑚混凝土 三维细观模拟 随机凸多面体模型 静态力学性能 动态力学性能 应变率效应 

摘      要：为了研究珊瑚混凝土(CAC)的静、动态力学行为及损伤破坏机理,基于CAC的细观组成及结构特点,建立了包含珊瑚骨料、砂浆及二者之间界面过渡区(ITZ)的三相随机细观混凝土模型。根据破碎珊瑚骨料细观结构特征,提出采用三维随机多面体模型来表征其在形状和空间分布方面的随机特性的新思路。基于所建立的三维随机细观模型,结合CONCRETE_DAMAGE_REL3和HOLMQUIST-JOHNSON-COOK材料模型,利用ANSYS软件研究了静、动态荷载作用下CAC的力学响应,如应力-应变关系、细观破坏特征及破坏过程、应变率效应等,并分析了其细观破坏机理。结果表明:三维随机细观模型及相关材料模型参数在模拟CAC静、动态力学性能方面具有很高的可靠性,可以有效描述CAC的损伤破坏过程及形态,对于分析不同荷载作用下CAC失效机理具有重要意义。