基于细观尺度,可以将轻骨料混凝土看作由轻骨料、砂浆基质、轻骨料和砂浆基质的粘结界面层以及气泡组成的四相非均质的复合材料。其各相组成成分材料的相关力学性质和本构关系影响着轻骨料混凝土材料宏观力学性能和断裂行为以及裂缝扩展规律。目前对轻骨料混凝土材料的相关研究大多基于试验的基础上,而试验所得各种结果和数据会不可避免的受到多种因素的影响和限制。此外,随着数值计算技术和计算机运算速度的发展,基于细观尺度对轻骨料混凝土材料试件进行数值模拟逐渐成为弥补试验的相应缺点以及对试验结果进行补充的一种重要研究方法。本文就是基于细观尺度进行的数值模拟轻骨料混凝土的断裂行为及相关力学性能的研究。(1)本文中根据相应的轻骨料混凝土试件尺寸,采用蒙特卡罗随机抽样方法,随机生成轻骨料与气泡的位置和大小,建立轻骨料随机分布模型,并输出相应位置和大小的数据。(2)根据该数据在有限元软件ANSYS中建立二维数值试件模型,并进行网格剖分,生成各相组成成分的单元。再将该模型导入ABAQUS软件中,通过在Python中编写相应脚本程序,在任意相连的两单元之间插入零厚度粘结单元,得到二维的轻骨料混凝土数值试件模型。(3)给轻骨料混凝土各相组成成分赋予合理的材料参数,根据本文的研究对象并参考相关文献确定材料的本构关系曲线,并确定单元的破坏准则。(4)数值模拟在单轴拉伸和压缩载荷以及三点弯曲荷载的作用下,得到数值试件的相关力学性能和裂缝的扩展路径及破坏形式。结果表明,轻骨料混凝土的破坏形态与普通骨料混凝土有较大差别,裂纹的扩展路径和破坏形式不相同,轻骨料和界面层对裂纹的扩展路径存在一定影响。同时,通过结果可看出,通过该方法建立的数值模型,可较为合理有效的模拟得出轻骨料混凝土试件的裂缝扩展路径,有助于在细观尺度上对轻骨料混凝土进行更深入研究。