干湿循环作用下泡沫混凝土力学性能分析及细观离散元研究

摘要

为了揭示干湿循环次数与材料密度梯度对泡沫混凝土宏观力学性能劣化规律、细观损伤机制及破坏模式的影响，该文结合宏-细观联合试验与三维离散元模拟方法，通过25次干湿循环试验、核磁共振孔隙分析及单轴压缩试验，并构建考虑颗粒胀缩与结晶盐劣化效应的离散元模型，对密度为800 kg/m3、1 000 kg/m3、1 200 kg/m3的泡沫混凝土试块进行研究。结果表明：干湿循环通过周期性颗粒胀缩与结晶盐析出劣化界面，显著提高孔隙连通率，经历25次循环后FC-800、FC-1 000、FC-1 200试块的强度损失率分别为23.37%、17.59%、13.97%；密度梯度调控损伤模式，低密度区诱发弥散裂纹，削弱整体承载力，高密度区则促使裂纹局部化集中扩展；材料失稳源于力链断裂与位移场突变。基于密度效应导致的损伤模式差异，该文提出了路基分层优化策略：表层采用高密度材料抵抗劣化，深层选用低密度材料减载。该研究为路桥过渡段在干湿循环环境下的长期服役性能提供了细观理论依据和可操作的工程建议。

关键词

泡沫混凝土 / 干湿循环 / 密度梯度 / 三维离散元模拟 / 分层优化