高温下混凝土中热—湿—气—力学耦合过程数值模拟

摘要

对高温下混凝土中热-湿-气-力学耦合过程分析提出了一个多孔多相介质的非混溶-混溶两级数学模型。数学模型基于控制干空气、湿份及基质溶解物的质量守恒、混凝土介质混合体的动量守恒和焓(能量)守恒的耦合偏微分方程组。给出了模型的控制方程、状态方程与所采用的本构定律。发展了相应的非线性耦合问题的有限元数值分析过程,以数值模拟火灾和热辐射等热荷载作用下的热-湿-气-力学耦合行为,并进而分析所发生的破坏现象。数值结果例题显示所发展的数学模型和数值方法在重现高温下混凝土中热-湿-气-力学耦合行为的有效性。