基于细观结构塑钢纤维轻骨料混凝土受压力学性能数值模拟

摘要

为了从细观结构上研究塑钢纤维轻骨料混凝土的破坏机理,通过ANSYS有限元分析软件进行二次开发建立了塑钢纤维轻骨料混凝土模型,分别模拟了塑钢纤维轻骨料混凝土抗压试验、裂纹演变过程以及应力-应变曲线.结果 表明:当掺量小于9kg/m3,轻骨料混凝土的抗压强度随着塑钢纤维掺量的增加而增加,当超过9kg/m3时,轻骨料混凝土的抗压强度呈下降趋势,掺量为5kg/m3、7kg/m3、9kg/m3、11 kg/m3、13kg/m3较无纤维的轻骨料混凝土分别提高了2.9％、4.6％、9.6％、7.2％、3.6％,并与试验结果基本吻合;从模拟的塑钢纤维轻骨料混凝土的裂纹演变过程来看,塑钢纤维的掺入改变了轻骨料混凝土的裂纹扩展路径.通过模拟150mm×150mm× 300mm棱柱体试件在受压状态下的应力-应变全曲线,与试验结果对比分析可以看出,应力-应变曲线下降段较为平缓,很好地避免了试验机的刚度不足的情况,说明了此方法对于模拟塑钢纤维轻骨料混凝土的静力学特性具有一定的可靠性.