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混凝土通常被视为集骨料、水泥砂浆以及它们之间的界面过渡区(简称ITZ)为一体的三相复合材料,其中水泥砂浆和界面过渡区的离散性较大,二者的离散性具体表现为材料属性(弹性模量和强度等)的随机性。传统的随机力学特性模型在考虑材料属性的随机性时,一般认为材料属性服从Weibull分布,但忽略了混凝土中各相材料之间的影响。本文针对传统的随机力学特性模型这一局限性,将骨料粒径对界面过渡区的影响纳入传统的随机力学特性模型之中,这一研究对传统的随机力学特性模型的研究具有重要意义。本文中基于骨料粒径的差异将导致ITZ的随机分布参数不同的特点,通过相关的已有实验结果得出骨料粒径与ITZ的随机分布参数之间的关系并将ITZ视为多层结构,逐层确定随机分布参数来实现材料属性的随机分布,从而建立考虑骨料粒径对ITZ多种影响的随机力学特性细观模型。在建立考虑骨料粒径对ITZ多种影响的随机力学特性细观模型时,利用PYTHON语言集成APDL语言的方法提高程序的模块化以及建模效率。此外,基于所建立的细观模型进行了混凝土破坏过程研究,运用PYTHON重复调用ANSYS计算结果得到单元破坏数据库来提升模型的计算效率。利用建立的随机力学特性细观模型模拟混凝土的抗拉试验与抗弯试验,验证了模型的正确性并揭示混凝土裂纹萌生和扩展的机理。最后,将微泌水效应纳入考虑骨料粒径对ITZ多种影响的随机力学特性模型之中。通过算例分析证明了以上建立的考虑骨料粒径对ITZ多种影响的随机力学特性细观模型能较好地阐释实际混凝土试件破坏机理,也说明了多层ITZ结构拥有单层ITZ结构无法比拟的优势。考虑微泌水效应与骨料粒径对ITZ多种影响的细观模型能较好地说明微泌水效应对混凝土试件强度和破坏过程的影响。所提出的随机力学特性数值模型为研究混凝土材料中砂浆与界面过渡区的力学特性提供了有效的手段。