混凝土多尺度力学模型的建立及高应变速率下损伤破坏机理

项目名称： 混凝土多尺度力学模型的建立及高应变速率下损伤破坏机理

项目编号： No.51478464

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 建筑科学

项目作者： 张锦华

作者单位： 中国人民解放军陆军工程大学

项目金额： 89万元

中文摘要： 混凝土材料内部存在大量的初始微观缺陷（微观裂纹、孔隙、夹杂等），其宏观力学性能与微观损伤破坏息息相关。建立高应变速率下混凝土材料宏细微观多尺度分析方法，对防护工程研究意义重大。本项目拟采用细观力学分析方法，针对混凝土材料细观和微观层次结构特点，建立三维微观分析模型和高效的数值计算方法；通过对内部存在初始微观缺陷的混凝土材料损伤破坏机理分析，建立混凝土宏观力学性能与细观和微观力学性能之间的关系，提出高应变速率下混凝土材料多尺度分析方法。通过采用电镜观察、材料力学性能试验等手段，研究内部缺陷及损伤发展过程和模式，验证数值模型和计算结果的合理性和可靠性。本课题建立的三维微观模型和分析方法，对揭示混凝土宏细微观尺度力学性能之间的关系具有一定的意义。

中文关键词： 混凝土；初始缺陷；多尺度；高应变率

英文摘要： The macroscopic properties of concrete material are influenced significantly by the initial defects (microscopic cracks, pores). It is very important for protective engineering to develop the multiscale analysis approaches (such as macroscopic, mesoscopic and microscopic investigations) under high strain rate loadings. This project is to present a 3D microscopic analysis model and the algorithms with high efficiency based on the mesoscale mechanics. Accounting for the mesoscopic and microscopic components of concrete, we will propose a multiscale analysis approach to reveal the relationship between the macroscopic property and the microscopic damage and failure process. Tests (such as SEM, MTS) will be employed to validate the numerical model and to investigate the process of damage and failure. The model and analysis approach presented will be helpful for the multiscale investigation of concrete materials under intense dynamic loading.

英文关键词： concrete;initial defect;multiscale;high strain rate