| 任文渊,杨贞军,黄宇劼.基于X 射线计算断层扫描图像的混凝土细观断裂模拟[J].水利学报,2015,46(4): |
| 基于X 射线计算断层扫描图像的混凝土细观断裂模拟 |
| Meso-scale fracture modelling of concrete based on X-ray computed tomography images |
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| DOI： |
| 中文关键词: 混凝土 X 射线计算机断层扫描 基于图像建模 黏结裂缝模型 细观结构 有限元法 |
| 英文关键词: concrete X-ray computed tomography image based modelling cohesive zone model meso-scale structure finite element model |
| 基金项目: |
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| 中文摘要: |
| 对混凝土试块进行了X 射线计算机断层扫描（XCT）原位试验，提出了基于XCT 图像的细观有限元断裂模型。此模型利用微观XCT 图像信息高精度地模拟混凝土中的各相组成材料，即骨料、水泥浆以及孔洞，从而考虑了真实材料的非均质性。采用零厚度黏结裂缝单元进行了断裂模拟，裂缝单元被预先嵌入到水泥砂浆中以及其与骨料的交界面处，用于表征潜在裂纹。这些裂缝单元采用应力-相对位移本构关系来表征骨料咬合、裂缝面间的摩擦以及材料的黏结等作用。对该模型进行了混凝土单轴受拉数值仿真，通过与文献中试验以及模拟结果的对比，初步证实了该方法的有效性。 |
| 英文摘要: |
| Meso-scale two-dimensional finite element models are developed for fracture modelling in concrete based on images from an in-situ microscale X-ray Computed Tomography test. In the models， the material
heterogeneity is characterised by real multi-phases， namely， aggregates， cement and voids. Zero-thickness cohesive interface elements with normal/shear traction-separation constitutive laws are embedded within cement and on aggregate-cement interfaces to simulate potential cracks. Simulations of uniaxial tension tests were carried out. The results show good qualitative and quantitative agreement with experimental observations and simulations from literatures. |
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