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自密实堆石混凝土是一种以堆石为骨架主体,自密实混凝土自流充填于堆石空隙的复合材料。与普通混凝土相比,具有水泥用量较少,水化热温升较低,施工时连续抛石铺填、连续灌注自密实混凝土,无需碾压或振捣,可以减少人工结构缝与施工缝等特点,能够加快施工建设进程,降低造价。其应用前景广阔,但研究较少。 为了研究自密实堆石混凝土中自密实混凝土与堆石粘结界面的力学性能,本文主要开展了如下工作: 1、通过劈裂抗拉试验对自密实混凝土与堆石界面的粘结强度力学性能进行了研究。 2、根据试验得出的结果,总结自密实混凝土与堆石界面间的接触本构模型,编写了用于定义接触面材料的本构模型的用户定义子程序UMAT。 3、根据试验取得的自密实混凝土、堆石的力学参数并调用用户定义子程序UMAT,应用ABAQUS分析软件对自密实堆石混凝土进行数值模拟研究。数值模拟应用随机骨料模型,并基于清华大学唐欣薇、张楚汉提出的高效的骨料投放方法和生成骨料的状态矩阵法生成骨料及网格划分。 4、进行自密实堆石混凝土复合材料构件试验,验证数值仿真模型的合理性与精度。通过以上研究主要得出如下结论: 1、得出自密实混凝土与堆石粘结界面的劈裂抗拉强度。 2、推导出自密实混凝土与堆石粘结界面材料的弹塑性本构模型。 3、编写完成了用于定义自密实堆石混凝土中的自密实混凝土与堆石接触面材料的本构关系的子程序UMAT。 4、利用随机骨料模型来模拟自密实堆石混凝土结构,通过验证试验对比,模拟结果是可信的,从而说明所选用的计算方法和模型的正确性。