混凝土是轨道交通领域应用最多的复合材料，其材料性能决定了轨道交通混凝土结构的宏观力学性能。为了揭示结构与材料的宏-细观耦合机理，本书提出了几何本征骨料混凝土细观模型，并将其应用于轨道交通混凝土结构的性能评估。 本书共分为两部分，第一部分介绍了几何本征骨料混凝土细观模型的理论基础和技术细节，第二部分介绍了几何本征骨料混凝土细观模型在轨道交通混凝土结构研究中的具体应用。 第一部分：介绍了几何本征骨料混凝土细观模型的构建方法。针对真实骨料几何形貌给出了形态优化方法，提出了针对复杂几何骨料的高效投放算法；引入虚拟单元法，优化了真实骨料的网格数量，并对有限元和虚拟元耦合方法以及在商业软件中的实现进行了相关研究。 第二部分：针对轨道交通混凝土结构相关问题，如：轨枕锈裂、道床开裂、盾构隧道内道床剥离和管片锈裂等，运用几何本征骨料混凝土细观模型进行了分析和评估。

第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 混凝土细观模型
1.2.1 格构模型
1.2.2 M—H微观力学模型
1.2.3 数字图像法模型
1.2.4 傅立叶描述子法模型
1.2.5 Voronoi图扩张法模型
1.2.6 随机力学特性模型
1.3 随机骨料混凝土细观模型
1.3.1 二维随机骨料混凝土细观模型
1.3.2 三维随机骨料混凝土细观模型
1.4 混凝土细观模型在轨道工程中的应用现状
参考文献
第2章 几何本征骨料混凝土细观有限单元法模型
2.1 真实骨料的扫描
2.1.1 扫描对象
2.1.2 扫描设备
2.1.3 扫描过程
2.2 数字骨料的生成
2.2.1 基于图像处理的二维骨料生成
2.2.2 基于空间切割的二维骨料生成
2.2.3 基于网格折叠的三维骨料生成
2.3 数字骨料的投放
2.3.1 骨料的随机投放
2.3.2 基于多边形-外接圆的二维骨料投放
2.3.3 基于矩形拟合的二维骨料投放
2.3.4 基于拟合体组的三维骨料投放
2.4 有限单元法模型的构建要点
参考文献
第3章 几何本征骨料混凝土细观虚拟单元法模型
3.1 虚拟单元法
3.1.1 弹性力学连续问题控制方程
3.1.2 虚拟单元离散空间
3.1.3 位移模式
3.1.4 单元刚度矩阵
3.2 虚拟单元法和有限单元法的计算对比
3.3 虚拟单元法-有限单元法耦合模型的构建
3.4 几何本征骨料混凝土细观虚拟单元法模型的计算效率
3.4.1 刚度矩阵稳定项确定
3.4.2 骨料含量的影响
3.4.3 骨料粒径的影响
3.5 虚拟单元法-有限单元法耦合模型的裂缝计算方法
3.5.1 裂缝计算方法流程
3.5.2 ABAQUS自定义单元的实现
3.5.3 UEL子程序文件的结构与调用
3.6 几何本征骨料混凝土细观虚拟单元法模型的开裂计算
参考文献
第4章 混凝土细观模型计算参数的反演
4.1 反演方法概述
4.2 橡胶混凝土梁的阻尼比试验
4.2.1 试验介绍
4.2.2 试验材料及设备
4.2.3 试验过程
4.2.4 试验结果
4.3 橡胶混凝土梁的细观模型
4.3.1 几何模型
4.3.2 材料参数
4.3.3 网格划分及边界条件
4.4 橡胶-砂浆界面过渡区阻尼比的反演
4.4.1 优化算法
4.4.2 反演结果
参考文献
第5章 混凝土宏观力学指标的获取
5.1 获取方法概述
5.2 橡胶混凝土宏观力学指标获取
5.2.1 弹性模量获取
5.2.2 泊松比获取
5.2.3 阻尼比获取
5.3 橡胶混凝土道床减振性能分析
5.3.1 不同橡胶含量下橡胶混凝土宏观力学指标
5.3.2 橡胶混凝土道床锤击试验模拟
5.3.3 橡胶混凝土道床动力特性分析
第6章 细观尺度下混凝土性能研究
6.1 混凝土受压损伤的细观分析
6.1.1 混凝土受压损伤细观模型
6.1.2 骨料形状指标
6.1.3 结果分析
6.2 三点弯曲梁断裂的细观分析
6.2.1 三点弯曲梁断裂细观模型
6.2.2 模型验证
6.2.3 结果分析
6.3 混凝土干缩开裂的细观分析
6.3.1 混凝土干缩开裂细观模型
6.3.2 湿度场分布
6.3.3 结果分析
6.4 含横向裂缝混凝土氯盐侵蚀所致锈裂面的细观分析
6.4.1 含横向裂缝混凝土细观模型
6.4.2 分析工况
6.4.3 结果分析
6.5 橡胶混凝土电导特性的细观分析
6.5.1 橡胶混凝土细观模型
6.5.2 模型验证
6.5.3 分析工况
6.5.4 结果分析
6.6 橡胶混凝土中钢筋锈蚀的细观分析
6.6.1 钢筋橡胶混凝土细观模型
6.6.2 模型验证
6.6.3 分析工况
6.6.4 结果分析
参考文献
第7章 细观尺度下新老混凝土界面性能研究
7.1 新老混凝土界面细观建模方法
7.1.1 新老混凝土粗糙界面重构
7.1.2 基于内聚力模型的裂缝路径预定义场
7.2 新老混凝土干缩裂缝的影响因素分析
7.2.1 新老混凝土干缩裂缝分析的细观模型
7.2.2 湿度场分布
7.2.3 界面强度的影响
7.2.4 骨料的影响
7.2.5 界面粗糙度的影响
7.2.6 界面应力分析
7.3 新老混凝土界面断裂强度及裂缝形态研究
7.3.1 模型建立与验证
7.3.2 新老混凝土界面强度的影响
7.3.3 新老混凝土砂浆强度比的影响
7.3.4 新老混凝土界面强度比的影响
参考文献
第8章 细观尺度下承轨台锈裂研究
8.1 承轨台锈裂细观模型
8.1.1 几何尺寸
8.1.2 材料参数
8.1.3 钢筋锈蚀膨胀模拟方法
8.2 承轨台锈裂分析
8.2.1 钢筋表面锈层厚度
8.2.2 承轨台损伤分析
8.3 列车动荷载对承轨台锈裂的影响
参考文献
第9章 细观尺度下橡胶混凝土浮置板减振性能研究
9.1 面支撑橡胶混凝土浮置板减振性能研究
9.1.1 面支撑浮置板轨道宏细观耦合模型
9.1.2 振动测试及模型验证
9.1.3 分析工况