不同骨料体积分数下混凝土增韧机制及细观断裂模拟

研究了不同骨料体积分数下的混凝土增韧机制,建立了Ⅱ型断裂韧度KIIC的细观力学模型.对含有4种骨料体积分数(19vol％、25vol％、31vol％、37vol％)的混凝土试件,分别进行了楔入劈拉试验和无切口试件的Ⅱ型断裂试验,并利用内聚力模型及点阵法对相关Ⅱ型断裂试验开展了细观模拟.结果表明:随着骨料体积分数的增加,混凝土I型断裂韧度KIC和Ⅱ型断裂韧度KIIC均明显提高,KIIC/KIC逐渐增大且与骨料体积分数之间存在对数函数关系;骨料的圈闭-桥联对混凝土增韧起着主导作用,其增韧效应远大于裂纹路径偏转或裂尖屏蔽引起的;给出了Ⅱ型断裂韧度KIIC和骨料体积分数Va之间的细观力学关系,其预测值和试验值的符合性较好;混凝土Ⅱ型断裂细观模拟的力学响应、断裂形态和试验结果表现出良好的一致性;内聚力单元的标量刚度退化(Scalar stiffness degradation,SDEG)值的变化,可用来表征混凝土在细观水平上的损伤演化,且对宏观断裂响应的预测有着重要作用.