混凝土氯离子扩散系数预测的格构模拟方法

摘要

混凝土氯离子扩散系数是混凝土耐久性设计和评估的重要依据之一，因此，有必要通过实验和理论方法确定混凝土氯离子扩散系数。 本文应用格构模型预测混凝土氯离子扩散系数，并定量分析影响混凝土氯离子扩散系数的各因素。基于能量等效原理，导出了格构梁单元与连续体氯离子氯离子扩散系数之间的解析关系式。将混凝土看成是一种由骨料、界面和水泥石基体所组成的三相复合材料，提出了混凝土氯离子扩散系数预测的复合圆和复合椭圆单元细胞模型，应用有限单元法获得混凝土氯离子扩散系数的数值解。通过与实验结果比较，证实了这两个复合单元细胞模型的有效性。基于数值结果，定量评价了最大骨料直径、界面氯离子扩散系数、骨料级配、界面厚度和骨料形状对混凝土氯离子扩散系数的影响。通过选择合适的正方形模拟区域模拟圆形和椭圆形骨料分布，结合格构离散和有限单元法，提出了混凝土氯离子扩散系数预测的直接方法，考虑了界面连通性对氯离子扩散的影响。基于数值结果，定量评价了各主要参数对混凝土氯离子扩散系数的影响，并着重分析了骨料形状对混凝土氯离子扩散系数的影响。

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声明

第一章绪论

1.1国内外研究现状

1.1.1混凝土中的氯离子传输

1.1.2格构模型

1.1.3混凝土界面层

1.2本文的主要工作

第二章氯离子扩散系数预测的复合圆单元细胞模型

2.1界面面积率

2.2格构梁氯离子扩散系数

2.3有限单元分析

2.4实验验证

2.5影响因素分析

2.6结论

第三章圆形骨料混凝土氯离子扩散系数预测的直接法

3.1圆形骨料二维分布模拟

3.2格构梁单元的有限元分析

3.3实验验证和影响因素分析

3.4结论

第四章氯离子扩散系数预测的椭圆形单元细胞模型

4.1椭圆骨料的界面面积率

4.2三相复合椭圆模型

4.3三相复合椭圆模型的有限元分析

4.4实验验证

4.5影响因素分析

4.6结论

第五章椭圆形骨料混凝土氯离子扩散系数预测的直接法

5.1椭圆骨料的二维分布模拟

5.2混凝土细观结构二维格构离散

5.3实验验证和骨料形状影响分析

5.4结论

第六章结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文