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在细观层次,混凝土可以看作是由骨料、水泥砂浆及二者之间界面过渡区组成的一种非均质、多相复合的材料并被广泛的应用于工程中,其宏观性能是由各相材料的性能、界面过渡区及其细观结构所决定的。因此在混凝土细观层次的研究中,各相材料的物理力学参数是必不可少的数据,骨料和水泥砂浆的力学参数可以通过宏观试验手段进行测量,但由于界面过渡区厚度较薄,难以制成试件和加载较为困难等原因导致对界面过渡区的力学性能测量十分困难。近年来,随着计算机技术的不断发展,应用数值模拟对混凝土进行分析成为继理论、试验分析的另一种方法。本文从细观角度出发,应用数值模拟方法对界面过渡区的力学性能进行研究,主要取得以下研究成果。(1)本文基于蒙特卡罗方法,根据混凝土试件的真实配合比,计算出各级骨料粒径区间的面积含量,改进前人骨料投放算法,将随机骨料按粒径由大到小进行投放,保证了骨料含量及级配,结合AUTOCAD软件对界面过渡区的边界进行提取,成功建立了与宏观混凝土试件相同的二维凸多边形随机骨料细观模型。(2)以ABAQUS为计算平台,基于试验得到骨料与砂浆力学性能实测值,采用计算机数值模拟对界面进行反演,研究不同骨料粒径下界面过渡区的力学性能,结果表明:随着骨料粒径的增大,界面过渡区抗压强度降低,而骨料粒径对界面过渡区弹性模量影响较小,不同骨料粒径下的界面过渡区的弹性模量基本相同。(3)混凝土强度等级对界面过渡区的抗压强度与弹性模量有较大影响,随着混凝土强度增大,界面过渡区的抗压强度与弹性模量增大;通过公式拟合分别得到混凝土抗压强度与界面过渡区抗压强度之间的关系,得到混凝土弹性模量与界面过渡区弹性模量之间的关系,为以后继续研究不同混凝土强度下界面过渡区的抗压强度与不同混凝土弹性模量下界面过渡区的弹性模量提供参考。