杨 华,李宗利,惠弘毅

（西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌 712100)



基于随机骨料模型的混凝土弹性模量预测研究

杨 华,李宗利,惠弘毅

（西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌 712100)

摘 要：为确定混凝土的弹性模量,基于细观层次假定混凝土是由骨料、砂浆和两者之间的粘结界面组成的三相复合材料,借助蒙特卡罗方法和瓦拉文公式,在二维平面上建立了随机骨料模型。通过有限元法预测混凝土的弹性模量,并将数值计算结果与试验结果进行比较,验证了该细观有限元模型的有效性。在此基础上研究了混凝土各细观组成成分的弹性模量、骨料体积率、骨料最大粒径、骨料级配、界面厚度以及孔隙等因素对混凝土弹性模量的影响规律。结果表明:在混凝土的各细观组成成分中,砂浆弹性模量对混凝土弹性模量的影响最大；连续级配的混凝土弹性模量在相同条件下大于间断级配的混凝土；孔隙的存在以及界面层厚度的增大均会使混凝土的弹性模量减小。研究结果为混凝土配合比的设计及力学性能的优化提供参考。

关键词：混凝土；复合材料；随机骨料模型；弹性模量；预测

2016,33（02):100-105

1 研究背景

混凝土材料的弹性模量是反映其力学性能的一个重要指标,也是计算钢筋混凝土结构变形、裂缝开展和温度应力所必需的参数之一,在结构分析和力学性能评价中起着至关重要的作用。目前,对于混凝土弹性模量的确定主要通过试验进行,但试验周期长,需要耗费大量的人力、财力和物力,所得到的试验成果又往往受到试验条件、环境条件等因素的影响,相对比较离散。……