The 7th National Conference on Computational Mechanics of Granular Materials in conjunction with The 4th International Symposium on Computational Particle Technology (CMGM-2024 & CPT-2024)

颗粒填料周围软界面层的有效含量和连通性通常是影响材料宏观性能的两个重要因素，且其结果极易受到材料内部组分特征的影响。因此，明确上述性能与颗粒组分的多样性之间的有效关系对颗粒材料的性能设计与优化十分重要。本文以工程中常用的混凝土为参照对象，将材料整体简化为由较大尺寸的多面体颗粒、较小尺寸的卵球颗粒、软界面层和均质基体组成的四相复合结构，进而采用数值手段开展了关于各组分的几何形貌、尺寸和多样性等对界面有效含量和渗流性能影响的系统研究。首先，将上述结构模型与统计几何相结合，本文对多分散二元颗粒周围软界面层的有效含量ϕ_int进行了理论推导，获取了其量化关系模型，并借助数值方法对模型的可靠性进行了验证。接下来，以连续渗流理论为基础，进一步研究了多相复合体系内软界面层的临界渗流行为，得到了其对应的临界渗流阈值ϕ_core,c。基于所得到的ϕ_core,c值，综合分析了软界面层的渗流性能对颗粒几何形貌和尺寸变化的敏感性，并建立了具体的解析模型。通过一系列深入研究，本文最终给出了多个尚未明确的关于颗粒形状、尺寸和多样性对软界面层几何特征影响的重要发现。

多相复合材料,软界面层,有效含量,渗流性能,二元颗粒体系