EPS填充混凝土随机细观模型损伤的数值模拟

刘芬　黄录野　马荣鑫

摘要：

为研究EPS填充混凝土的损伤破坏机理，基于混凝土塑性损伤本构模型和泡沫塑性本构模型，用Abaqus对EPS填充混凝土随机细观模型进行准静态压缩试验的数值模拟.结果表明：受压损伤沿着45°方向发展，受拉损伤沿着竖直方向发展.在同一应变下，同一EPS体积含量模型的受拉损伤比受压损伤更明显.EPS颗粒的存在能够增强EPS泡沫填充混凝土的韧性.

关键词：

聚苯乙烯泡沫塑料； 细观结构模型； 受压损伤； 受拉损伤； 有限元

0 引 言

近年来，国内研究者希望在泡沫混凝土材料的基础上，开发具备缓冲性能好、密度低、隔热和耐高温等优异特性的聚苯乙烯泡沫塑料（Expanded Polystyrene， EPS）填充混凝土作为工程材料拦阻系统的新型拦阻材料.采用实验的方法研究EPS填充混凝土时，需要进行大规模的试验，人力、物力成本很大，试验结果又往往会受试验条件以及环境条件的影响；借助CT断层扫描技术与三维重构技术可以准确描述EPS填充混凝土，但是工作量大、成本高，一个试件只能重构出一个三维模型.如何建立符合实际的EPS填充混凝土统计意义上的随机细观模型，通过数值模拟进行数值试验，便显得十分重要.

目前，EPS填充混凝土的准静态压缩损伤破坏机理研究工作有：吴震[1]通过ANSYS采用简化的基体应力应变曲线，研究不同体积含量下EPS多孔混凝土的破坏；周可可[2]通过ANSYS采用双折线损伤模型研究较低体积含量下EPS轻质混凝土的破坏；刘嫄春[3]通过Abaqus采用弹塑……