采用块体-界面体系的砌体结构简化细观模型

牛力军，张文芳，丁瑞彬

(太原理工大学 建筑与土木工程学院， 太原 030024)



采用块体-界面体系的砌体结构简化细观模型

牛力军，张文芳，丁瑞彬

(太原理工大学 建筑与土木工程学院， 太原 030024)

摘要：基于ABAQUS装配式建模构架，提出了一种砌体结构的简化细观模型。该建模方法将块体-砂浆界面及砂浆层统一采用块体间的界面来代替。界面属性包括法向和切向的力学参数，用来模拟砌体的剪压及受拉行为。界面的法向受拉采用粘性力学参数赋值，并通过与轴心受拉本构模型的等效，推导得出控制界面损伤演化速率的无量纲指数α的计算方程。剪压复合受力模型基于剪摩理论建立，通过粘性属性和库伦摩擦赋值。当剪压复合受力构件处于高轴压比时，通过块体的非线性属性实现了主压应力为主控的损伤阀值。按照该方法进行剪压相关性和砖墙剪切失效的试验仿真模拟，模拟得出的失效形态及力-位移曲线与试验结果基本相符。

关键词：砌体；细观模型；剪摩理论；粘性摩擦；数值模拟

砌体结构在现役建筑中占比较大，也是结构领域研究的重点。随着计算机仿真技术的发展，砌体结构的精细化数值分析越来越受到研究者的重视。很多文献根据不同的数值程序提出了多种精细化建模方法，一般是假定砌体是由砂浆基质、块体材料及块体-砂浆粘结界面组成的三相复合材料，各相组分的材料性质按照相应的力学本构模型来赋值[1-4]。砂浆基质和块体材料通常采用弹塑性材料，也有文献为了简化数值计算，采用弹脆性材料模型。……