玄武岩纤维是一种新型环保绿色高性能纤维材料,将玄武岩纤维掺入混凝土中,对混凝土有较好的阻裂作用,能够提高混凝土的韧性。因此玄武岩纤维混凝土的研究具有实际意义。近年来学者们对玄武岩纤维混凝土(Basalt Fiber Reinforced Concrete,简称BFRC)进行了大量的研究,其中大部分为宏观的试验研究,对其细观尺度的数值模拟研究较少。对于玄武岩纤维混凝土这种复合材料来说,细观组分的性质对其力学性能和损伤破坏机理有很大的影响,如细观骨料分布,组分材料的性质,界面过渡区的力学性质等。因此本文在细观尺度下对玄武岩纤维混凝土的弹性模量及损伤破坏机理进行了数值模拟研究,内容如下:(1)建立BFRC的细观均匀化模型,利用M-T理论(Mori-Tanaka,简称M-T理论)预测玄武岩纤维混凝土的弹性模量,并建立BFRC的细观随机骨料模型通过力学公式计算其弹性模量。将以上两个结果与实际实验结果作对比,验证其可靠性。利用以上方法研究BFRC,发现纤维掺量、长度,对BFRC弹性模量的影响较小。骨料的形状对BFRC弹性模量的影响效果较小。(2)完成对在Abaqus中已划分好单元的模型进行粘聚力单元的插入步骤。在骨料界面过渡区、砂浆单元之间、纤维界面过渡区三种细观结构中分别插入不同材料属性的Cohesive单元,由此来模拟BFRC的损伤破坏过程,并对结果进行验证。(3)基于粘结裂缝模型,研究在纤维长18mm,纤维掺量为0%、0.11%、0.2%、0.3%和不同纤维长度情况下BFRC的单轴拉压性能以及损伤破坏过程。从而得到纤维的最优掺量和长度,并得出不同掺量与长度的玄武岩纤维对混凝土损伤破坏机理的影响。(4)基于粘结裂缝模型,研究在纤维长12mm,纤维掺量为0%,0.11%,0.15%,0.2%,0.25%及不同纤维长度情况下BFRC的抗弯性能和损伤破坏过程。确定纤维的最宜掺量与长度,分析玄武岩纤维混凝土梁三点弯曲与四点弯曲的损伤破坏过程。