堆石混凝土宏細觀非局部化模型的開發

《堆石混凝土宏細觀非局部化模型的開發》是依託清華大學，由曹鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：堆石混凝土宏細觀非局部化模型的開發
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：曹鵬
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

堆石混凝土技術由申請人團隊發明，具有自主智慧財產權，並成為一種新型水工與土木建築材料。其具有水泥用量少，造價低和可容納多種固體廢物等多種經濟、節能環保優勢，已套用於30 多個水利工程項目。為推廣堆石混凝土材料在百米級大壩的套用、評價已建大壩的安全性，需要研究堆石混凝土細觀斷裂機理。本項目以堆石混凝土材料在載荷作用下破壞過程為研究對象，以建立堆石混凝土的非局部化模型為重點，以分析和研究堆石混凝土材料在工程中的斷裂損傷發展情況為目標，交叉套用了脆性細觀力學方法、隨機骨料建模方法來建立堆石混凝土宏細觀損傷非局部化本構模型及相關的數值求解格式。結合CT掃描技術、數字散斑技術、界面分離能測試方法和三點彎曲梁試驗，獲得模型參數及驗證模型有效性。進一步採用本項目提出的本構模型來對於國內已建的多座堆石混凝土大壩進行安全性與可靠性評估。該項目的研究可以為建造百米級的堆石混凝土大壩提供可靠的實驗依據及理論基礎。

結題摘要

本項目以在載荷作用下堆石混凝土材料的多尺度破壞過程為分析為目標。通過採用試驗力學方法，計算力學方法，夾雜理論解析方法分別；並結合CT掃描技術、數字散斑技術、界面分離能測試方法和三點彎曲梁試驗和四點彎曲梁試驗開展對於堆石混凝土材料的細觀破壞行為，宏細觀力學參量的關係，堆石混凝土材料的隨機骨料建模，堆石混凝土性能解析預測理論和混凝土材料的破壞特徵表征等方面的研究。而主要的研究工作內容可以歸納為以下三個主要方面,即：1.堆石混凝土材料的多尺度力學行為解析預測方法；2.堆石混凝土材料的數值仿真技術；3.堆石混凝土材料的巨觀性能預測分析方法。本項目的成果將會為推廣堆石混凝土材料在百米級大壩的套用、評價已建大壩的安全性，奠定理論；且通過本項目的研究也從細觀尺度上了解了堆石混凝土斷裂機理,以及裂紋擴展的規律。同時通過本項目的研究成果對於國內已建的多座堆石混凝土大壩進行安全性與可靠性評估，並與相關的現場觀測數據具有高度的相似性。可以說本項目的研究成果已經為建造百米級的堆石混凝土大壩可靠性和安全性評估提供堅實的理論基礎。