覃 源，柴军瑞，党发宁

(西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048)

0 引 言

水利工程实践中混凝土材料大多是由人工或者机械搅拌而成，从而其内部结构分布的随机性很大，主要体现在骨料位置的随机上。从整体来看骨料位置的分布并无规律可寻，这便导致混凝土材料的力学特性较一般均质材料更为复杂。在实际工程中混凝土的力学性质随着荷载类型、加载速度的变化也会产生相应的变化，这些因素的存在也成为其力学性能难以分析的原因。

很多学者在建立混凝土数值模型时，充分考虑了混凝土材料的不均匀性这一特点，将其建成由骨料，砂浆以及二者之间的粘结面组成的三相介质模型[1]。Zhou等[2]在此模型的基础上，按照 SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar)试验进行了边界条件的施加。随后对“宏观均质模型”和“微观非均质模型”展开了数值研究，并依据计算结果分析了应变率效应的存在对混凝土材料力学特性的影响规律，以及高应变率下惯性力对混凝土动强度的影响程度。周尚志等[3]基于此建模思路建立了混凝土圆柱体模型，成功模拟了在外荷载作用下，模型内部裂纹萌生、发展的全过程。并利用弹性模量的折减程度来反映出混凝土内部刚度的变化情况，并与CT试验结果进行了比较，证明了数值计算结果的可靠性。

随着试验手段与计算技术的成熟，混凝土材料的研究逐渐向大体积方向发展。“混凝土梁三分点弯拉试验”是其中最具代表性的试验之一，由于试验所需混凝土体积庞大，比较消耗人力物力，所以有学者将其引入数值计算当中[4]。……