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钢纤维混凝土(SFRC)是一种复杂的非均质复合材料,宏观力学模型将其视作均质材料来研究其力学性能,并通过一系列试验得出参数以指导工程实践,从某种程度而言,均质的简化很难描述钢纤维混凝土材料在外荷载下裂纹形成、发展及连通的损伤破坏过程。本文将从细观层次上将钢纤维增强混凝土(SFRC)材料看作是由钢纤维增强体、混凝土基体所组成的非均质两相复合材料,对其力学性能进行数值模拟,模拟时暂不考虑二者的界面粘结性能。抗拉强度和抗压强度是钢纤维混凝土材料的基本力学性能指标,是研究复杂应力状态的基础。混凝土是典型的多相复合材料,掺入钢纤维之后,强度提高程度不大,但其力学性能得到改善。和混凝土材料相比,脆性显著改善,应力应变曲线有较缓的下降段,不会出现典型的脆性破坏。本文结合MATLAB数学计算软件产生伪随机数的功能与ABAQUS有限元分析软件的非线性计算功能,建立不同体积含量的钢纤维随机分布于代表体积单元(Representative Volume Element,RVE)的三维数值模型,将钢纤维看作桁架(truss)单元嵌入基体中,不考虑二者的界面粘结。采用均匀化方法,首先通过与文献中试验进行对比,调试部分参数,计算由随机分散的钢纤维、混凝土基体两相复合材料的抗压应力应变曲线和抗拉应力应变曲线,以验证细观数值模拟的可行性和准确性,然后进行参数化分析,考虑随机钢纤维的长径比、体积含量变化对复合材料力学行为的影响。针对钢纤维和混凝土基体之间的界面粘结性能,出于计算时间和计算精度的考虑,分别建立混凝土基体、钢纤维以及二者粘结层的二维平面应变有限元模型,运用基于断裂力学的内聚力模型,合理设置参数,首先与文献中单根钢纤维拉拔试验进行对比,验证采用该模型的正确性,进而考虑钢纤维类型、嵌入基体的长度变化对界面粘结性能的影响。