Mô phỏng 3D vết nứt trong bê tông sử dụng ứng suất chính trong phương pháp phần tử rời rạc

Abstract

Nghiên cứu mô phỏng ứng xử cơ học của vật liệu bê tông là một nội dung rất quan trọng trong quá trình thiết kế, đánh giá hiện trạng công trình trong thực tế. Để hạn chế một số nhược điểm mô phỏng của phương pháp liên tục, nội dung của nghiên cứu này trình bày quá trình mô phỏng 3D vết nứt trong vật liệu bê tông sử dụng ứng suất chính trong phương pháp phần tử rời rạc (Discrete Element Method - DEM). Mã nguồn mở Granular Object Oriented (GranOO) đã được sử dụng. Trong GranOO, vật liệu liên tục được coi là một tập hợp gồm các phần tử có hình cầu liên kết với nhau. Ứng xử cơ học của vật liệu được mô phỏng thông qua các dầm liên kết nối giữa các phần tử tiếp xúc. Các thông số vi mô của các dầm này được xác định thông qua quá trình hiệu chỉnh. Nghiên cứu đã giới thiệu quá trình mô hình hóa hình học và mô hình hóa cơ học trong DEM. Quá trình mô phỏng thí nghiệm số kéo giản đơn mẫu bê tông hình lập phương có cạnh 10 cm đã được thực hiện ở miền đàn hồi và phá hủy. Kết quả mô phỏng thu được rất sát với lý thuyết về giá trị mô đun Young, cũng như sự xuất hiện và phát triển của vết nứt.