1.一种超高性能混凝土多尺度下的弹性模量预测计算方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)根据超高性能混凝土的组分及RVE单元的尺寸区间确定求解对象的结构类型,所述求解对象的结构类型为四个尺度:纳观尺寸C-S-H结构、微观水泥石结构、细观砂浆结构、宏观超高性能混凝土结构;当超高性能混凝土的组分为高密C-S-H和低密C-S-H,RVE单元尺寸区间为0.001~0.1μm时,求解对象的结构类型为纳观尺寸C-S-H结构,当超高性能混凝土的组分为C-S-H、未水化颗粒、细砂,RVE单元尺寸区间为0.1μm~0.1mm时,求解对象的结构类型为微观水泥石结构,当超高性能混凝土的组分为水泥石、细骨料,RVE单元尺寸区间为0.1mm~10mm时,求解对象的结构类型为细观砂浆结构,当超高性能混凝土的组分为砂浆、纤维,RVE单元尺寸区间为>10mm时,求解对象的结构类型为宏观超高性能混凝土结构;(2)根据求解对象的结构类型,将RVE单元内部组分划分为基质相与夹杂相;(3)根据基质相的体积含量、弹性参数以及夹杂相的形貌、弹性参数、体积含量,计算所有夹杂相的局部应变集中张量;夹杂相的形貌通过对其三维形状进行近似化处理,夹杂形貌对构件的影响通过Eshelby张量在局部应变集中张量T r 中体现:当夹杂相为球形夹杂时,局部应变集中张量T r 公式如式(1):式中,S r 为Eshelby张量,L r 为夹杂相的刚度张量,L 0 为基体相的刚度张量,I为单位张量矩阵;当夹杂相为椭球形夹杂时,局部应变集中张量T r 需进行平均化后得到,如式(2):T r =[(1-α)(T lo ) -1 +α(T up ) -1 ] -1 (2)式中, 为夹杂局部应变集中张量下限, 为夹杂局部应变集中张量上限,α=c r (1+c r )/2为平滑系数,其中,c r 为夹杂相的体积含量,S r 为夹杂相的椭球形Eshelby张量,L r 为夹杂相的刚度张量,L 0 为基体相的刚度张量,I为单位张量矩阵;(4)根据所有夹杂相的局部应变集中张量,利用平均场理论计算RVE的弹性参数。
2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土多尺度下的弹性模量预测计算方法,其特征在于,步骤(2)中,对于求解对象为纳观尺寸C-S-H结构时,RVE单元内部的基质相为高密C-S-H,夹杂相为低密C-S-H。
3.根据权利要求1所述的超高性能混凝土多尺度下的弹性模量预测计算方法,其特征在于,步骤(2)中,对于求解对象为微观水泥石结构时,RVE单元内部的基质相为C-S-H,夹杂相为未水化颗粒、细砂和孔隙。
4.根据权利要求1所述的超高性能混凝土多尺度下的弹性模量预测计算方法,其特征在于,步骤(2)中,对于求解对象为细观砂浆结构时,RVE单元内部的基质相为水泥石,夹杂相为细骨料、骨料-水泥石ITZ过渡区和空气孔隙;对于求解对象为宏观超高性能混凝土结构时,RVE单元内部的基质相为砂浆,夹杂相为纤维。
5.根据权利要求1所述的超高性能混凝土多尺度下的弹性模量预测计算方法,其特征在于,步骤(3)中,基质相和夹杂相的弹性参数均包括弹性模量和泊松比;基质相和夹杂相的体积含量均是各相体积与该结构时RVE单元的总相体积之比。
6.根据权利要求1所述的超高性能混凝土多尺度下的弹性模量预测计算方法,其特征在于,步骤(4)中,将夹杂相局部应变集中张量带入平均场中,通过式(3)计算RVE的弹性参数:式中,c r 为RVE单元内各相的体积含量;L r 为RVE单元内各相的刚度张量,T r 为RVE单元内各相的局部应变集中张量,c n 为RVE单元内各相的体积含量,T n 为RVE单元内各相的局部应变集中张量。