一试验研究 斑楚遽1村 2Ol2年
基于matlab的混凝土三维圆形骨料模型
随机投放 方法
张海波 ，。何军拥。
(1．广州航海高等专科学校，广东 广州 510330；2．广东工贸职业技术学院，广东 广州 510510)
型原理简单、思路清晰，结果满足随机性要求。最后分别使用混凝土算例进行验证，为进行混凝土有限元细观力
学分析提供了数值结构模型。
关键词 混凝土；三维模型；骨料随机投放；Matlab
O引育 凝土需要不同的配合 比，从而确定不同的骨料质量百分比；
混凝土是以骨料为填料和以硬化水泥浆为母体组成的复 根据骨料投放区域的大小、骨料质量百分比以及混凝土密
合材料，宏观数学模型难以反映其材料局部的非线性特征 ， 度，确定骨料的总体积百分比；根据fuller骨料级配曲线可以
因此采用细观力学的方法数值模拟混凝土的受力过程可以 确定各粒径骨料在总骨料中的百分比，然后求出各种粒径骨
作为试验研究的补充，为混凝土宏观力学参数的取值提供依 料在混凝土中的体积百分比，最后转化为骨料在投放区域内
据。在细观分析领域，首要问题是建立反映混凝土实际浇筑 的面积百分比。
情况的骨料。从 1984年开始研究混凝土骨料投放的数值模 (2)编写不同半径的圆心(xOI1；yOⅡ；z0D随机选取子程序 ，
拟问题，随着计算机技术的不断发展以及有限元技术的不断 要满足如下判断准则：A、第 1个骨料圆心确定需满足：
成熟，为混凝土细观结构研究开辟了另一条途径 ，利用各种 xO(1)一 1)>a＆xO(1)+r(1)
语言和有限元分析软件结合的方法，也可以使混凝土的细观 y0(1)一r(1)>c&yO(1)+ 1)
力学性能更加明确。当前混凝土骨料随机投放有：基于传统 4 1)一r(1)>e&zO(1)+r(1)
的v—B、c语言、Fortran等语言进行的骨料随机投放程序编 B、第2个及以后的每个骨料圆心确定需满足：
足混凝土性能要求的骨料随机投放程序，为下一步进行混凝 yO(i)-r(i)>e＆yO(i)+
土细观结构的各种力学性能分析奠定了基础。 zO(i)-r(i)>e＆ o(i)+
1基于Matlab混凝土骨料随机投放程序概述 forj=1：i-1
Matlab优点在于有很多现成的函数可以调用，减少了编 ((x0(i)一x0(j + (i)一y1D(j +(zo(i卜z0(j ．5>1．05(r(i)+ ))
程的工作量。 c、累加投放的第i种粒径骨料的面积，当面积超过对应的面
1．1骨料随机投放假定 积百分比时中断。
假设骨料在投放区域内服从均匀分布四。 (3)利用(2)中的子程序产生一系列圆心。
1．2骨料投放原则 (4)编写相应的骨料子程序：运用直角坐标系中x．y、z和半
每颗骨料都不能相交、不能重合、不能互相包含。 径的关系编写函数作骨料图形。
1．3骨料投放程序描述 (5)填充骨料投放区域。
(1)程序启动时要输入的参数，用 input输入。①投放区域 (6)利用(4)中的子程序产生骨料图
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