潘韡静

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数值模拟计算是细观力学不可少的有效研究手段。人们可以在细观层次上合理地采用各相介质本构关系的情况下，借助于计算机的强大运算能力，对混凝土复杂的力学行为进行数值模拟，而且能够避开试验机特性对于试验结果的影响。数值模拟可直观再现混凝土细观结构损伤和破坏过程。

1962年，Lyubimove等人首次在细观层面上对界面进行研究，提出界面过渡区的概念。他们用显微硬度测试技术发现，在靠近骨料表面处，硬度最小，向水泥基方向移动，硬度逐渐增加，呈梯度变化，到100mm以后达到常数。

1983年，Wittmann F H和Zaitsev Y V把混凝土看作非均质复合材料，在细观层次上研究了混凝土的结构、力学特性和裂缝扩展过程。随着计算技术的发展，在细观层次上利用数值方法直接模拟混凝土试件或结构的裂缝扩展过程及破坏形态，直观地反映出试件的损伤破坏机理引起了广泛的注意。

近十几年来，基于混凝土的细观结构，人们提出了许多研究混凝土断裂过程的细观力学模型，最具典型的有格构模型(Lattice model)、Bazant (1990年)提出的随机粒子模型(Random particle model)、Mohamed A R (1999年)等提出的细观模型、随机骨料模型(Random aggregate model)及朱万成(2002年)、唐春安 ( 2003年)提出的随机力学特性模型等。这些模型都假定混凝土是砂浆基质、骨料和两者之间的黏结带组成的三相复合材料，用细观层次上的简单本构关系来模拟复杂的宏观断裂过程。另外，倪玉山 (1997年)、谢和平（1997年）、Mechtcherine (2001年)等，根据混凝土材料特性与分形维数的相关关系，运用分形方法定量描述了混凝土的损伤演化行为。……