将 COMSOL软 件与 MATLAB软 件有机 结 合 ，提 出基 于数值 图像 处理技 术和 骨料 嵌入 判 别 准则 的混凝 土 细观数 字模 拟方 法 ，实现 了全级 配 混凝 土二 维 细观 几何 模 型和 有 限元 模 型 的 自动 生 成．骨料 的生成主要依据混凝土级配 中的骨料粒 径分布，骨料的投放 以骨料颗粒不相互嵌入 为原 则．为 了验证 该 方法 的有效 性 ，采 用 4种 形状 的粗 骨料试件 进 行模 拟．结果表 明 ：对 于骨料含 量 高 的 全 级 配混凝 土 细观 模 拟 试 件 ，无 论是 骨 料 投 放 还 是 有 限元 网格 自动 剖 分 ，此 方 法均 可 获得 较 高 效 率 ． 关 键 词 ：全级 配混 凝 土 ；细观模 型 ；数值 模 拟 ；随机 骨料 中图分 类 号 ：TU528．36 文 献标 志码 ：A doi：10．3969／j．issn．1007—9629．2015．04．016 AutomaticGeneration of2D M esoscaleM odelsforFully-GradedConcrete W U Liang， WANG Jing， MEIKaihua (FacultyofElectricPowerEngineering，Kunming University ofScienceand Technology，Kunming650500，China) Abstract：A m ethod which allows for the random structure ofaggregates in the num ericalsim ulation of fully-graded concreteatam esoscopiclevelwasdeveloped． Two—dim ensionalgeometricalm odeland thefi— nite elem ent modelwere automatically generated by coupling the comm ercialsoftware COM SOL with M ATLAB．Thegeneration processwasbased upon the proposed numericalimageprocessing technology and thedifferentinterfacialembedding criterions wherein the aggregate particles were generated from a certain aggregatesizedistribution and then placed into theconcretespecimen in such awaythattherewas nointersection between theparticles．Theeffectivenessoftheproposedm ethod had been assessedby sire— ulatingfourkindsofcoarseaggregateshapes．Itisshownthatahighefficiencycanbeachievedinplacing aggregatesand automaticmeshing preprocessforhigh volume fractionsofaggregatesin fully·-graded con—— crete． Keywords：fully—graded concrete；m esoscalemodel；numericalsimulation；random aggregate 混凝 土在 细观 层 面 上 是 由砂 浆 基 质 、粗 骨 料 和 两者 间的 黏结 界 面组 成 的三 相 复 合 材料 ．混凝 土材 料 的各 组分 对 其宏 观力 学 性 能 均 有 直接 影 响 ．全 级 配混凝 土 因骨 料粒 径 较 大 ，致 使 其 裂 缝 扩展 路 径 与 普通混 凝 土有 较 大 差 异。由于 以宏 观 混 凝 土 材 料 进 行力学性能试验，需受试验条件、环境条件及人为因 素等影响 ，所得到的试验结果离散性较高．为此 ，诸 多研究 者 提 出 了多 种细 观模 型来研 究 混凝 土材 料 的 力学特 性 ，如 基 于 有 限元 理 论 提 出 的 格 构 模 型L1]、 MH 细观 模 型L2]、随机粒子 模 型[3]、刘光 廷 模 型【l4]以 及 MFPA 细 观模 型L5等 ；基 于 离散 元理 论提 出的颗 粒一界 面元模 型[6和梁 一颗 粒 模 型 _7等 ．这 些 模 型 弥 补 了混 凝 土宏 观试 验 分析 上 的很 多 缺 陷 和不 足．因 此 ，在细观层面上建立全级配混 凝土仿真模型对其 裂缝扩展规律全过程进行模拟计算 ，特别是对全级 配 混凝土 大 尺寸试 件有 重要 意义 ．

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