不同应变率下再生混凝土动态力学性能分析
再生混凝土性能研究与评述论文
再生混凝土性能研究与评述论文再生混凝土性能研究与评述论文摘要：为了有效减轻不断增加的废弃混凝土带来的环保压力，减少资源浪费，建议对废弃混凝土回收处理成再生骨料，部分或全部代替天然骨料来配置再生混凝土，使废弃混凝土变成土木工程领域的绿色资源。
文章从再生骨料生产工艺、性能，再生混凝土物理性能、力学性能及其耐久性等方面介绍了再生混凝土技术在国内外的研究进展，主要从材料、结构、力学性能，耐久性方面分析了再生混凝土的基本特性及其研究存在的问题，指出了需进一步深入研究的方向，为再生混凝土技术在科研与工程应用中提供参考意见。
关键词：再生混凝土；再生骨料；力学性能；耐久性1 再生混凝土简介及其研究的必要性再生混凝土（Recycled Concrete），是指将废弃混凝土块经裂解、破碎、清洗与筛分后，制成混凝土骨料，部分或全部代替天然骨料配制而成新混凝土。
它是再生骨料混凝土（Recycled Aggregate Concrete，RAC）的简称。
近年来，我国建筑垃圾逐年上升，建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%～40%，其中主要是废弃混凝土，这些垃圾严重影响了城市生活环境，造成了很大的环境污染。
目前国内处理这些废弃混凝土的方法有两种：一、运往郊外堆存。
这会成为新的垃圾源，显然不可取；二、作为回填材料简单地使用。
这会浪费资源，不符合我国建设资源节约型社会要求。
据估计，2008年发生的汶川特大地震，产生的建筑垃圾约3亿吨，地震所造成的建筑垃圾量远远超过中国每年建筑施工所产生的建筑垃圾的总和，地震所造成的建筑垃圾量十分庞大，如何对其进行资源化利用，是摆在我们面前的一个新的课题，也是一个挑战。
再生混凝土技术是一个很好的解决方法，通过对废弃混凝土的再加工来恢复其原有性能，形成新的建材产品，从而既能对有限的资源进行再利用，又解决了部分环保问题。
这既是发展绿色混凝土，实现建筑资源环境可持续发展的重要途径，也是建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现。
应变速率对C20混凝土的影响
应变速率对C20混凝土的影响邢峻伟，张玉敏，宋珂，郝泽静【摘要】摘要:简要介绍了应变速率与C20混凝土关系研究。
主要是考虑应变速率下单轴抗压的本构关系实验研究，探索分析其中应变速率对混凝土内部结构相关机理参数影响及应变速率对C20混凝土的影响，为今后建筑工程领域作出贡献。
【期刊名称】河北联合大学学报（自然科学版）【年(卷),期】2012(034)001【总页数】4【关键词】关键词:C20;混凝土;应变速率;单轴抗压混凝土是一种胶凝的物质材料，可以依据不同的要求和性能进行配合，最终成为稳定固结状态且内部复杂的材料，可以表现出良好的材料性能。
在现代的建筑物和构筑物中，时刻都离不开混凝土的浇注，作为它们结构当中的一部分，并且不容小觑，它在结构稳定性及其它方面起着很重要的作用。
建筑物和构筑物不是始终处于静态，时常会由于地震、冲击、爆炸等特殊原因产生动态影响，这就要求我们熟悉混凝土动态的特性。
动态作用下，混凝土特性主要通过应变速率对混凝土内部机构机理参数影响进行研究［1］。
1 简介在以往的单轴抗压试验中，对已采集的实验数据进行整理和分析，探讨混凝土在考虑应变速率下单轴的抗压试验中内部结构及机理参数的变化规律，从混凝土的本构关系中作出相应的论证［2］。
单轴实验主要从抗压强度、峰值应变、弹性模量及应力应变的变化趋势进行分析［2，3］。
试验采用电液伺服试验系统，对尺寸为70mm×70mm×210mm棱柱体预设计强度C20混凝土进行加载试验，采用四种加载速率为10－2/s、10－3/s、10－4/s 和10－5/s，实验强度分别为15.8MPa、15.2MPa、14.2MPa 和15.6MPa。
通过采集设备保存的数据，进行数据的整理与分析，研究混凝土的本构关系及内部结构机理［4，5］。
2 数据分析从采集的数据中取加载速率为10－2/s时应变片的变化规律，通过对应变片与(包含应变片的粘贴位置)轴力采集的数据可以统计应变片－轴力的关系曲线，如图1所示。
再生混凝土基本力学性能试验及应力应变本构关系
再生混凝土基本力学性能试验及应力应变本构关系一、本文概述随着全球环保意识的日益增强和资源的日益紧张，再生混凝土作为一种环保、节能的新型建筑材料，越来越受到人们的关注。
再生混凝土是利用废弃混凝土破碎后的骨料，替代部分或全部天然骨料，与水泥、水等按一定比例混合搅拌而制成的混凝土。
由于其具有显著的环保性和经济效益，再生混凝土在建筑工程中的应用越来越广泛。
然而，再生混凝土的基本力学性能，包括其应力应变关系，相较于传统混凝土存在显著的差异，因此，对再生混凝土的基本力学性能进行深入研究，具有重要的理论和实践意义。
本文旨在通过对再生混凝土的基本力学性能进行试验研究，探究其应力应变关系，揭示其力学特性，为再生混凝土在建筑工程中的应用提供理论依据和技术支持。
本文首先介绍再生混凝土的制备方法和基本性能，然后详细阐述再生混凝土基本力学性能的试验方法和过程，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等关键力学性能指标的测定。
在此基础上，通过对试验数据的分析和处理，建立再生混凝土的应力应变本构关系模型，揭示其应力应变行为的特点和规律。
本文还将对再生混凝土的力学性能与传统混凝土进行对比分析，进一步阐明再生混凝土的优势和应用前景。
通过本文的研究，不仅可以为再生混凝土在建筑工程中的应用提供理论支持和技术指导，还可以为其他领域的新型环保材料的研发和应用提供借鉴和参考。
本文的研究也有助于推动建筑行业的绿色化和可持续发展，为实现资源节约、环境友好的社会目标做出贡献。
二、再生混凝土制备与试验方法再生混凝土的制备主要包括骨料选择、破碎与筛分、混凝土配合比设计以及混合搅拌等步骤。
本研究所用再生骨料来源于建筑废弃物中的废弃混凝土块，经过破碎、清洗、筛分后，得到不同粒径的再生骨料。
为保证再生混凝土的质量，再生骨料的含水率和含泥量需控制在一定范围内。
水泥、砂、水等原材料的选择也需符合相关标准。
在配合比设计方面，根据再生骨料的物理性能和工程需求，参考普通混凝土的配合比设计方法，确定再生混凝土的水灰比、骨料比例等参数。
再生混凝土的基本力学性能
再生混凝土的基本力学性能在国内外大量分析对比研究的基础上，对再生商品混凝土的基本力学性能进行了详细的综述与分析。
主要包括再生商品混凝土的强度特征（抗压强度及其变异特性、抗拉与抗折强度以及粘结强度）、再生商品混凝土的变形特征（弹性模量、应力- 应变曲线、收缩与徐变）以及再生商品混凝土结构性能（结构构件的基本受力性能）。
研究表明，再生商品混凝土的基本力学性能与普通商品混凝土存在一定的差异。
最后基于再生商品混凝土在实际工程的推广应用，提出了关于再生商品混凝土基本力学性能应该进一步研究的有关问题。
1 再生商品混凝土的强度特征1.1 抗压强度基于对早期研究成果的综述分析，Nixon发现与普通商品混凝土相比，再生商品混凝土的抗压强度降低，降低幅度最高可达20%。
后来，B．C．S． J的试验也得出了类似的结论，其试验结果表明，再生商品混凝土的抗压强度比普通商品混凝土低14%～32%。
Wesche和Schulz综合分析了Buck， Malhotra 以及Frondistou - Yannas等人的试验结果，发现再生商品混凝土的抗压强度较普通商品混凝土降低约10%。
Ravindrarajah等的试验发现再生商品混凝土的抗压强度较普通商品混凝土降低8%～24%。
Gerardo 的试验则发现再生商品混凝土的抗压强度约为普通商品混凝土的95%甚至更多。
Hansen对1945～1985年其间世界范围内关于再生商品混凝土抗压强度的研究进行了全面分析，发现再生商品混凝土的抗压强度大致比普通商品混凝土降低5%～24%。
Ramamurthy发现再生商品混凝土的抗压强度较普通商品混凝土低，降低的范围为15% ～42%。
Mandal和Gup ta的试验发现再生商品混凝土各龄期的抗压强度均低于普通商品混凝土，平均降低幅度为15%。
他们认为，再生商品混凝土抗压强度的主要原因是由于再生骨料与新旧砂浆之间存在的较为薄弱的粘结区域，不宜用于配制结构商品混凝土。
再生混凝土的正交试验及力学性能研究
再生混凝土的正交试验及力学性能研究摘要再生混凝土技术正日益受到人们的重视，作为一种绿色混凝土资源，其可以实现环境与资源的可持续发展。
近几年来，再生混凝土在工程中的应用愈加广泛。
但是，与普通混凝土相比，再生混凝土在性能和结构等方面的指标相对较低，在一定程度上阻碍了再生混凝土在建筑工程中的普及和应用。
因此，对再生混凝土技术开展研究是十分必要的。
本文主要针对再生混凝土的正交实验进行全新的设计，并最终给出正交试验的结果分析。
1 正交试验的基本概念及其原理1.1 正交试验的基本概念再生混凝土的正交试验设计是一种统计学对比的方法，其主要利用正交表对各种因素进行安排与分析。
通过对试验因素中的所有水平组合进行筛选，选出其中具有代表性的部分组合数据进行试验；并通过分析筛选出的部分试验结果来推断出试验的整体情况，最终选出各种因素中的最优的水平组合，为再生混凝土的生产提供重要科学依据。
通过全面试验方法也可以对各种因素的效应以及各因素之间的交互作用进行分析，但在试验中的水平组合数一般为海量级，工作任务繁重。
如果试验最终目的是为了寻求最优的水平组合，那么完全可以利用正交表方法来设计和安排试验。
3.3.3 正交试验的基本原理正交试验主要利用正交表的方法对试验进行设计，从局部推断出整体的实验方向。
正交试验的最大特点是其实验的效率高，其能够在最短的时间内获取实验需求的结果。
影响试验结果的因素众多，通过数据对比与统计分析，能够得到影响试验最终结果的关键因素及影响程度的大小。
在因素变化范围内，正交表可以均衡抽样，这就保证了每次试验结果都具有代表性，保证实验的科学性。
正交表均衡分散的特点使我们能通过较少的实验次数获得更佳的试验目的。
本次试验中的试验因素选择了减水剂掺入量、再生骨料取代量、粉煤灰掺入量，因为这3个参数对再生混凝土的影响较大，其中针对每个因素选择3个水平进行9次正交试验即可达到是实验目的，若采用全面试验方法试验，则最少需要进行实验27次。
再生混凝土力学性能试验研究
再生混凝土力学性能试验研究混凝土因其优良的力学性能、经济性、可靠性和环境友好等特点，已经成为建筑和土木工程中使用最为普遍的建筑材料之一。
随着建筑材料的发展，混凝土不断被改进，以满足不同的设计要求。
目前，最新发展的混凝土类型是再生混凝土，它使用可再利用的成分来取代常规混凝土中的矿物介质，以减少对自然资源的消耗。
再生混凝土的生产需要大量的钢筋和有机绑扎剂。
钢筋在混凝土中起到了支撑作用，而有机绑扎剂是混凝土活性体系中最重要的组成部分之一，它可以改善混凝土的附着性、均匀性和抗裂性。
此外，再生混凝土中还会添加一些可再生材料，如废晒木、碎石等，以缓解环境负担。
再生混凝土的力学性能将直接关系到建筑物的稳定性和使用寿命。
因此，对混凝土及其各种性能的测定是混凝土工程的基本要求。
为了研究再生混凝土的力学性能，本研究对再生混凝土进行了力学性能测试，包括抗压强度、抗折强度、抗冻性和抗渗性。
实验原理是将试件放入不同的条件下，然后进行拉力、拉力、剪切和磨粒试验，评估再生混凝土的性能。
实验结果表明，再生混凝土的抗压强度和抗折强度比传统混凝土要低，而抗冻性和抗渗性较高。
抗压测定结果表明，再生混凝土的抗压强度从1.12 MPa2.45 MPa，中值为1.77 MPa。
抗折试验的结果表明，再生混凝土的抗折强度在0.18 MPa至1.03 MPa之间，中值为0.59 MPa。
再生混凝土的抗冻性测试结果表明其19次冻融循环中破坏的平均水灰比为14.05%，而抗渗试验中，通过真空低压模拟测试，证实再生混凝土具有良好的抗水渗性能。
本研究结果表明，再生混凝土的力学性能较传统混凝土低，但是其抗冻性和抗渗性更好。
与传统混凝土相比，再生混凝土的环境效益更好。
但是在实际使用中，还需要进一步的研究，以确定再生混凝土的适用范围，以及通过添加外加剂和增强材料来提高其力学性能。
总而言之，本研究表明再生混凝土可以作为节能减排建设材料，但在实际使用中还需要更多的研究，确定其合理的应用范围。
不同应变率下混凝土力学性能的试验研究
不同应变率下混凝土力学性能的试验研究一、本文概述研究背景与意义：可以介绍混凝土作为重要的建筑结构材料，在现代工程建设中发挥着至关重要的作用。
指出混凝土结构在实际服役过程中往往承受着不同形式和速度的荷载作用，研究不同应变率下混凝土的力学性能对于确保结构安全和提高工程设计精度具有重要意义。
研究目的与内容：概述中应明确本研究旨在通过一系列试验，探究应变率变化对混凝土力学性能的影响，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等指标的变化规律。
同时，分析不同应变率下混凝土的破坏形态和裂纹扩展特性，以期为混凝土结构的设计和施工提供科学依据。
研究方法与技术路线：简要介绍本研究所采用的主要试验设备、试验方法和测试技术，例如采用电液伺服万能试验机进行不同应变率下的压缩和拉伸试验，利用高速摄影技术捕捉裂纹扩展过程等。
同时，概述试验过程中的控制变量和测试流程，确保试验结果的准确性和可靠性。
文章结构：在概述中简要介绍文章的结构安排，例如首先介绍试验材料与方法，然后展示试验结果和分析，最后对结果进行讨论并提出结论和建议。
二、混凝土材料的基本力学性质混凝土作为一种广泛使用的建筑材料，其力学性质对于工程结构的稳定性和安全性至关重要。
本节主要探讨混凝土的基本力学性质，包括其弹性模量、抗压强度、抗拉强度以及应变率对其力学性能的影响。
混凝土的弹性模量是描述其弹性变形能力的关键参数。
它定义为应力与应变的比值，在应力应变曲线的线性阶段。
混凝土的弹性模量通常在2040 GPa之间，这一数值受多种因素影响，如混凝土的组成、水灰比、养护条件等。
弹性模量的大小直接关系到混凝土结构在受到荷载作用时的变形情况，是评估结构刚度的重要指标。
抗压强度是混凝土最基本和最重要的力学性质之一。
它指的是混凝土在轴向压力作用下达到的最大应力值。
混凝土的抗压强度通常在20100 MPa之间，其值受混凝土的配合比、养护条件、骨料类型等因素影响。
抗压强度是评估混凝土结构承载能力的关键参数。
再生骨料混凝土的力学性能及其影响因素
目录0 前言 (1)1.再生混凝土的力学性能 (1)1.1再生混凝土的力学性能综述 (1)1.2再生混凝土力学性能变化及原因 (2)1.3再生混凝土力学性能变化的微观解释 (4)2.再生骨料混凝土力学性能的影响因素 (5)2.1再生混凝土力学性能影响因素综述 (5)2.2各因素的具体影响及原因 (5)2.2.1再生骨料的来源和自身特性的影响 (5)2.2.2 配合比的影响 (6)2.2.3矿物掺合料的影响 (10)2.2.4 养护条件和龄期的影响 (11)3.再生混凝土的强化措施 (12)3.1 再生骨料的强化 (12)3.2改进施工工艺和流程 (13)3.3 添加减水剂，降低水灰比 (13)结论 (13)参考文献 (14)再生骨料混凝土力学性能及其影响因素[摘要] 目前对再生混凝土力学性能的试验研究已取得了一些成果。
本文在阅读大量文献的基础上，对再生骨料混凝土的力学性能及其影响因素进行了归纳概述，并针对影响因素总结了再生混凝土的强化措施。
[关键词] 再生混凝土力学性能强化0 前言再生骨料混凝土（recycled aggregate concrete，简称RAC）是指废弃混凝土块经过破碎，清洗，分级后,按一定比例与级配混合，制成粗细骨料,部分或全部代替砂石等天然骨料（主要是粗骨料）配制成的混凝土。
近年来，由于建筑垃圾的环境问题和混凝土原材料的资源问题日益突出，利用废弃混凝土进行再生混凝土开发和研究的课题受到国内外学者的广泛重视。
本文根据已有研究成果，对再生骨料混凝土的力学性能进行了归纳概述，包括[1,2]混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、折拉比、拉压比、应力应变关系、峰值应变、弹性模量、泊松比等力学性能指标。
并且探究了再生混凝土力学性能的影响因素，包括再生骨料的来源和自身特性的影响，配合比的影响，以及养护条件和龄期的影响。
最后，针对影响因素，从再生骨料的强化，改进骨料破碎工艺和施工流程，添加高效减水剂以降低水灰比三个方面，提出了再生骨料混凝土的强化措施。
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不同应变率下再生混凝土动态力学性能分析崔云璇;应黎坪;陈曦昀;彭一江【摘要】基于动态损伤问题的势能原理基面力元法,利用再生混凝土随机圆骨料模型,针对应变率敏感性对再生混凝土动态力学性能的影响问题进行研究,讨论了不同应变率(10-5/s～10-2/s)下,再生混凝土立方体试件的应力—应变关系的变化规律.研究结果表明:随应变率的增大,试件的峰值应力、弹性模量逐渐增大,基面力元法可以用于模拟再生混凝土细观结构和宏观动态力学性能的关系.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(043)004【总页数】7页(P1547-1553)【关键词】基面力元法;随机圆骨料模型;应变率;再生混凝土;动态力学性能【作者】崔云璇;应黎坪;陈曦昀;彭一江【作者单位】北京工业大学建筑工程学院,北京 100124;北京工业大学建筑工程学院,北京 100124;北京工业大学建筑工程学院,北京 100124;北京工业大学建筑工程学院,北京 100124【正文语种】中文【中图分类】TU528.59再生骨料混凝土(RAC)作为一种绿色建筑材料，以其可缓解资源短缺压力的优势，得到了研究者广泛的关注。
1917年，Abram[1]发现混凝土类材料敏感率特性，人们考虑将这一特性引入到对再生混凝土材料的研究中，对再生混凝土在不同应变率条件下的力学行为进行了试验与数值分析。
其中，由于试验方法的人为影响因素较大，得出的结论不一致，相比之下，数值研究方法不仅可以节省人力、物力、财力，也可以直观的表现物体细观结构的演变，具有更为突出优势。
数值模拟方面，材料本构模型的选取以及关键参数的确定是关乎结果正确性的关键因素。
文献[2]从细观角度出发，建立混凝土材料均质和非均质两种有限元模型，探究应变率效应和惯性效应对混凝土模型动态性能的影响，发现在一定的低应变率范围内，应变率效应是主要的影响因素。
金浏等[3]运用塑性损伤模型，讨论了加载速率对混凝土破坏模式及分支裂纹路径的影响。
赵海涛等[4]利用自主开发的非线性有限元软件，模拟混凝土试件轴拉试验，研究出应变率对抗拉强度、弹性模量的影响规律。
秦川等[5]利用离散单元法，将混凝土看成由骨料砂浆以及两者之间的粘结带组成的三相复合材料，讨论了应变率对混凝土模型试件的破坏形态、耗能曲线等特性的影响。
刘海峰等[6]利用二维随机骨料分布模型进行混凝土动态力学性能分析，探究了冲击速度、试件尺寸、粗骨料大小及分布等因素对试件峰值应力大小的影响。
肖建庄等[7]基于格构模型建立了再生混凝土随机集料模型，发现参数选取适当的前提下，所建模型可用于模拟再生混凝土单轴受压应力应变曲线。
李坛等[8]基于图像重建方法，采用ANSYS有限元软件对再生混凝土立方体试件进行单轴受压试验进行数值模拟，裂缝主要沿应力最大的界面过渡区域发展，且当新混凝土强度低于老混凝土强度时，试件破坏相对较轻。
倪俊华 [9]首次利用基面力元法对再生混凝土试件进行了动力冲压试验模拟，研究了不同骨料分布、试件尺寸等对其强度的影响。
彭一江等 [10]在基面力元法基础上，提出了弹性理论的分段曲线损伤本构模型，分析不同应变率下再生混凝土峰值应力、峰值应变及峰值割线模量等变化规律。
本文采用新型基面力元法[11]，从细观角度生成随机圆骨料模型，研究在动位移加载模式下，材料非均质性对再生混凝土试件破坏模式及宏观力学性能的影响，为其他学者在再生混凝土领域的研究提供新思路。
1 数值模型1.1 基面力元刚度矩阵图1 三角形单元Fig.1 A triangular element2013年彭一江等[12]基于基面力元方法,建立了势能原理基本方程,推导出三角形基面力元刚度矩阵的表达式。
如图1,第i顶点的位移用ui表示(i=I,J,K),该单元的刚度矩阵KIJ表达式为(1)其中，E表示单元的弹性模量，ν表示泊松比，A表示单元的面积，U为单位张量，U=Pα×Pα=Pα×Pα，mIJ=mI·mJ，mI的表达式为：其中，Pα为单位向量，Pα为单位向量Pα的共轭向量，LIJ、LKI为三角形单元两边IJ、KI的长度，nIJ、nKI为相应的外法线。
对于平面应力问题，需将(1)式中的E、ν分别用E/(1-υ2)、ν/(1-υ)代替。
1.2 损伤本构模型再生混凝土是由五相介质组成的非均质性材料，在其受力后，微裂缝的萌发和扩展是宏观应力—应变曲线呈现非线性的主要原因。
通过Lemaitre应变等效原理可知，受损材料真实应力σ产生的应变与有效应力所产生的应变等价，则受损材料的名义应力σs可由有效应力在无损材料中的应变ε来表示：式中，Es表示初始弹性模量，Ds表示静态损伤因子。
结合文献[13]损伤本构模型和双折线损伤本构模型，形成动态双折线损伤本构模型，作为混凝土及再生混凝土单轴动态压缩(或拉伸)条件下细观单元的损伤本构关系σd=EsεK(1-Ds),(4)其中，分别表示动态、静态条件下混凝土类材料的峰值应力。
定义为峰值应力提高系数。
根据试验[14],应变率为10-5/s、10-4/s、10-3/s和10-2/s时，峰值应力提高系数分别为1、1.17、1.23和1.42。
静态损伤因子Ds的表达式如下：1.3 随机骨料模型选取尺寸为100 mm ×100 mm×100 mm的再生混凝土试件，按平面问题计算，并建立随机骨料模型。
假定粗骨料全部采用再生骨料，取再生混凝土中老砂浆的质量含量为42%[15]，根据某一界面处再生骨料中老砂浆和天然骨料的面积比[16]，计算出骨料外围老砂浆层厚度。
由瓦拉文公式确定截面尺寸中不同粒径的再生骨料颗粒数，其中，骨料最大粒径为20 mm，最小粒径为5 mm，选取三种骨料代表粒径。
粒径D=20～15 mm的骨料粒径取代表粒径17.5 mm，粒径D=15～10 mm的骨料粒径取代表粒径12.5 mm，粒径D=10～5 mm的骨料粒径取代表粒径7.5 mm。
根据蒙特卡罗法生成伪随机数，进行再生骨料投放，生成随机骨料分布模型。
将划分好的有限元网格直接投影到随机骨料模型上，根据单元所处的位置确定单元属性，如图2和图3所示。
综合文献[17-20],再生混凝土试件各组成相材料参数见表1。
图2 再生混凝土试件网格投影Fig.2 Grid projection of RAC element图3 单元属性划分Fig.3 Assignment of different elements表1 材料参数Tab.1 Material parameters of RAC specimen材料弹性模量/GPa 抗拉强度/MPa泊松比密度/10-6 (kg·m-3)λη新砂浆233.20.222.10.14骨料8012.50.162.70.15老粘结带151.50.22.10.13老砂浆202.90.222.10.14新粘结带1820.22.10.132 RAC单轴动态压缩试验数值模拟2.1 加载模型单轴动态压缩试验数值模拟的加载模型，如图4所示，再生混凝土细观随机骨料模型的上下端面水平放置两个承压板，在承压板上施加固定速率的动力荷载。
网格剖分尺寸为0.5，位移加载步长取0.005。
动位移加载速率与加载步长及相应时长有关，再生混凝土试件垂直方向上的不同压缩应变速率通过改变上下承压板的加载速率来控制，表达式如下：式中，表示竖向压缩应变率，s表示承压板加载步长，t表示一个加载步长对应的加载时间，h表示再生混凝土试件高度。
下面将基于此模型，研究应变率对再生混凝土强度等力学特性的影响。
图4 加载模型及简化模型Fig.4 Compressive loading model2.2 数值模拟结果分析图5显示了再生混凝土试件在不同应变率下的宏观应力—应变曲线图，由图可以看出，不同应变率下，试件的应力应变曲线相似，且随应变率的提高，试件的峰值应力、弹性模量逐渐增大，而峰值应变无明显变化。
该应力—应变曲线从宏观角度反映了试件受压后的变形及破坏过程，结合图7可以看出，不同应变率下，试件的破坏形态相似，由于应力集中现象，粘结带等薄弱单元处首先出现裂缝，随动位移的增大，破坏单元数量增多，裂缝从粘结带单元逐步向砂浆单元发展，沿加载力方向延伸，直至裂缝贯通，试件破坏。
总的来说，低应变率对再生混凝土的应力应变曲线形状和破坏形态无明显影响。
将模拟得出的峰值应力提高系数与CEB规范提出的峰值压应力增强因子做对比，见图6，发现数值计算结果略低于CEB经验公式的计算结果，这是因为试件的破坏主要是因为垂直于加载力方向的受拉破坏，再生混凝土中粘结带单元的抗拉强度要低于混凝土的抗拉强度，使再生混凝土试件中的单元先于混凝土中相应单元达到破坏极限，动力承载能力降低。
图5 100 mm×100 mm×100 mm试件在不同应变率下的应力—应变曲线Fig.5 Compressive stress-strain curve of 100 mm×100 mm×100 mm RAC specimen图6 峰值应力动态提高因子对比Fig.6 Comparison of dynamic increase factor of peak pressure strain图7 不同应变率下模型试件的破坏过程图Fig.7 Failure process diagram of RAC at different strain rates3 结论运用基面力元法对100 mm×100 mm×100 mm再生混凝土试件进行单轴动态受压试验数值模拟，全过程由Fortran程序实现，探究了应变率对模型试件弹性模量、峰值应力、峰值应变以及破坏过程和形态的影响，得出以下结论：①基面力元法能较好的用于模拟再生混凝土的单轴动态压缩试验,且得到了和CEB规范相类似的规律：再生混凝土试件的峰值应力和弹性模量随应变率的增大接近线性增大，而峰值应变的变化不明显。
②再生混凝土试件的破坏是由于内部结构在受力后不断损伤导致裂纹产生而引起的，初始裂缝出现在相对薄弱的粘结带部位，随着荷载的增加裂缝逐渐向新、老砂浆内部延伸，直至裂缝贯通，试件破坏，且在低应变率情况下，此过程受应变率的影响较小。
③在应变率条件下，再生混凝土试件应力应变曲线的率效应主要体现在开始加载到裂缝充分发展阶段，进入破坏阶段后，随应变率的增大，曲线的变化规律不明显。
④本文仅考虑了应变率在10-5/s～10-2/s范围内，再生混凝土动态力学性能的变化规律，对于高应变率的影响还在进一步研究。
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