钢纤维增强超高性能混凝土抗压性能的细观数值模拟

赵秋山; 徐慎春; 刘中宪

doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20170831.001

钢纤维增强超高性能混凝土抗压性能的细观数值模拟

1.
天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室, 天津 300384;
2.
天津大学建筑工程学院, 天津 300072

基金项目: 国家重点基础研究发展计划（2015CB058002），天津市科技支撑计划项目（14ZCZDSF00016）

详细信息

通讯作者:
刘中宪,教授,博士后,研究生导师,研究方向为工程波动、地下结构抗震与抗爆领域,E-mail:zhongxian1212@163.com

中图分类号: TB332
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出版历程
- 收稿日期: 2017-06-01
- 修回日期: 2017-08-27
- 刊出日期: 2018-06-14

Microscopic numerical simulation of the uniaxial compression of steel fiber reinforced ultra-high performance concrete

1.
Tianjin Key Laboratory of Civil Structure Protection and Reinforcement, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China;
2.
School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China

摘要

摘要: 利用LS-DYNA软件在细观层次上建立了三维钢纤维增强超高性能混凝土（Steel fiber reinforced ultra-high performance concrete，SF/UHPC）圆柱体试件有限元模型，对其轴心受压下的力学性能和裂缝发展进行了数值模拟。在验证细观数值模型的有效性和合理性的基础上进行参数分析，着重研究了钢纤维体积率、钢纤维长径比、形状效应和尺寸效应对超高性能钢纤维混凝土抗压强度、韧性和破坏形态的影响。最终，根据模拟结果拟合了超高性能钢纤维混凝土抗压强度计算公式。结果表明：三维超高性能钢纤维混凝土细观模型可以较好地模拟单轴受压应力条件下混凝土的静力性能和损伤破坏机制，所拟合的公式也能较好地预测超高性能钢纤维混凝土的抗压强度。
- 钢纤维增强超高性能混凝土 /
- 单轴受压 /
- 形状效应 /
- 尺寸效应 /
- 纤维体积率 /
- 数值模拟
Abstract: The finite-element model of three-dimensional steel fiber reinforced ultra-high performance concrete (SF/UHPC) cylindrical specimen was developed on the mesoscopic level by utilizing LS-DYNA, and the mechanical properties and crack development of which under axial compression were numerically simulated. Based on the verification of the validity and rationality of above-mentioned mesoscopic numerical model, the effects of steel fiber volume fraction, aspect ratio, shape and size on compressive strength, toughness and failure mode of SF/UHPC were studied emphatically. Finally, the formula for predicting the compressive strength of SF/UHPC was fitted according to the simulation results. The results indicate that the developed mesoscopic model in this paper for simulating SF/UHPC can well characterize the static performance and damage mechanism of concrete under uniaxial compression stress, and the fitting formula can also predict the compressive strength of SF/UHPC.
- steel fiber reinforced ultra-high performance concrete (SF/UHPC) /
- uniaxial compression /
- shape effect /
- size effect /
- fiber volume fraction /
- numerical simulation

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参考文献(0)

施引文献(41)

期刊类型引用(13)

1.	张周，马钢，张佳寅，都思哲，常雅坤，李波. 低速冲击下钢纤维混凝土梁的动力学行为与三维细观仿真. 硅酸盐学报. 2024(01): 189-202 . 百度学术
2.	游俊，李峰. 单丝20 mm碳纤维含量对CFRC梁抗弯性能的影响试验. 混凝土. 2023(05): 124-127+133 . 百度学术
3.	Jian Yang，Baochun Chen，Jiazhan Su，Gang Xu，Dong Zhang，Jialiang Zhou. Effects of fibers on the mechanical properties of UHPC:A review. Journal of Traffic and Transportation Engineering(English Edition). 2022(03): 363-387 . 必应学术
4.	郭艳仙. 局部锈蚀高性能钢梁承载性能试验研究. 湖南交通科技. 2022(03): 93-97 . 百度学术
5.	Jinhua Zhang，Zhangyu Wu，Hongfa Yu，Haiyan Ma，Bo Da. Mesoscopic Modeling Approach and Application for Steel Fiber Reinforced Concrete under Dynamic Loading: A Review. Engineering. 2022(09): 220-238 . 必应学术
6.	郝亚琳，谭维佳，郭培玺. 基于多种纤维的超高强度纤维增强混凝土基本性质研究. 混凝土. 2021(08): 14-19 . 百度学术
7.	胡良鹏，陈徐东，董文. 不同骨料粒径刚玉球混凝土力学特性与细观破坏机理. 混凝土. 2021(10): 70-75 . 百度学术
8.	杨简，陈宝春，吴香国，苏家战，黄卿维. 新拌超高性能纤维增强混凝土流动性能对其抗压强度的影响. 复合材料学报. 2021(11): 3827-3837 . 本站查看
9.	徐文磊，宣卫红，陈育志，陈徐东，程熙媛. 高性能水泥基复合材料断裂性能. 建筑材料学报. 2021(06): 1139-1145 . 百度学术
10.	仵鹏涛，吴成清，刘中宪，徐慎春. 基于细观模型的超高性能钢纤维混凝土SHPB试验数值模拟. 中国科学:物理学力学天文学. 2020(02): 131-143 . 百度学术
11.	田会文，周臻，陆纪平，彭振. 纤维增强树脂复合材料约束超高性能混凝土轴压性能的细观数值模拟. 复合材料学报. 2020(07): 1629-1638 . 本站查看
12.	张广泰，曹银龙，李瑞祥，张路杨，陈勇. 聚丙烯-钢纤维/混凝土柱大偏心受压承载力计算. 复合材料学报. 2020(09): 2336-2347 . 本站查看
13.	罗洪林，杨鼎宜，周兴宇，单晨晨，刘鑫，赵方粒. 不同长径比聚丙烯纤维增强混凝土的力学特性. 复合材料学报. 2019(08): 1935-1948 . 本站查看