张煜航，陈青青，张 杰，王志勇，李志强，王志华

（1.太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所，山西 太原 030024；2.太原理工大学材料强度与结构冲击山西省重点实验室，山西 太原 030024）

混凝土材料从细观层次上由骨料、砂浆以及两者之间的黏接界面层（interfacial transitional zone，ITZ）组成，各组分的细观力学性质直接或间接地决定了混凝土材料的宏观力学性能和破坏模式[1-2]。根据混凝土细观结构特点及其力学性能，深入研究细观结构和宏观力学性能之间的关系，是混凝土力学性质的重要研究内容之一。

Wittmann 等[3]首先将多尺度的研究方法应用到混凝土材料的研究中，认为混凝土是一种非均质复合材料，提出了用随机分布的多边形来模拟混凝土骨料的细观力学模型。该方法一直被后来的研究者所采用。Zhou 等[4-5]建立了圆形随机骨料模型，利用材料损伤本构关系，系统研究了混凝土细观模型在不同受力条件下的拉伸、压缩和爆炸问题，指出骨料和砂浆之间的黏接界面层在压缩时先出现破坏裂纹，在拉伸时对混凝土失效机理和拉伸强度影响最大。Wang 等[6]在椭圆形和多边形骨料的基础上引入孔隙，并研究了骨料形状、骨料体积分数和孔隙率对抗拉强度的影响。吴成等[7]对刚性弹丸侵彻细观混凝土靶进行了数值模拟，分析了砂浆种类、粗骨料种类和粗骨料体积分数等对靶板抗侵彻能力的影响，并通过扩展Forrestal 阻力方程，建立了细观混凝土侵彻深度模型。相比于二维模型，三维细观模型更接近于实际混凝土的真实形态，因此能较好地反映混凝土材料的实际变形与损伤破坏情况。……