混雜纖維混凝土二維隨機(jī)建模方法研究.pdf

1、纖維混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用日益廣泛。滿足一定摻量比例的混雜纖維混凝土能充分發(fā)揮各相間的協(xié)同效應(yīng)，更有效地改善纖維混凝土的強(qiáng)度與韌性。目前有關(guān)混雜纖維混凝土增強(qiáng)增韌機(jī)理與破壞機(jī)制的研究大多建立在宏觀試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，但該研究方法難以反映實(shí)際材料的多相性和非均勻性。而混雜纖維混凝土細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模擬能捕捉材料內(nèi)部的非均勻性和隨機(jī)性，利于規(guī)避宏觀試驗(yàn)研究中人為及環(huán)境等因素的影響，是研究該復(fù)合材料的一種有效方法。因此，建立一個(gè)能最大程度上反映混雜纖

2、維混凝土真實(shí)細(xì)觀結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算模型，同時(shí)顧及現(xiàn)有計(jì)算機(jī)和通用有限元軟件的計(jì)算能力，是混雜纖維混凝土細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模擬中的一項(xiàng)重要課題。
　　本文從細(xì)觀尺度出發(fā)，一方面，通過(guò)計(jì)算機(jī)隨機(jī)生成方法獲得了混凝土幾何模型及混雜纖維混凝土幾何模型。另一方面，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)獲得了真實(shí)素混凝土幾何模型及真實(shí)鋼纖維混凝土幾何模型。最后，在兩者基礎(chǔ)上建立了二維纖維混凝土有限元模型。
　　論文主要完成了5個(gè)方面的內(nèi)容：1）總結(jié)并改進(jìn)了傳統(tǒng)的二

3、維混凝土骨料生成算法，實(shí)現(xiàn)了二維全級(jí)配圓形、橢圓形及凸多邊形混凝土骨料的隨機(jī)生成與投放。2）提出鋼纖維與三種骨料的相交判斷算法及聚丙烯纖維與三種骨料的相交判斷算法，實(shí)現(xiàn)了二維鋼纖維混凝土、聚丙烯纖維混凝土和鋼纖維-聚丙烯混雜纖維混凝土的隨機(jī)生成與投放。3）利用計(jì)算機(jī)隨機(jī)生成算法編制了界面友好的交互式混凝土/纖維混凝土二維隨機(jī)生成程序。4）利用數(shù)字圖像處理技術(shù)獲得了真實(shí)素混凝土和真實(shí)鋼纖維混凝土斷面圖上骨料、鋼纖維及孔洞的幾何信息。5）在