钢筋混凝土保护层锈裂行为的细观有限元模拟

发布时间：2018-09-06 11:32

【摘要】：为了研究混凝土材料非均匀特性对保护层锈裂行为的影响,基于蒙特卡罗方法建立了随机骨料模型,采用Matlab软件编写了骨料生成和投放代码,并考虑了界面层的影响.通过改变锈蚀层厚度,对钢筋锈胀引发的混凝土保护层开裂行为进行了细观有限元模拟.结果表明,混凝土内钢筋锈蚀产物膨胀具有非均匀性,砂浆与骨料的界面是钢筋混凝土保护层锈胀过程中的最薄弱环节.当锈蚀层的最大厚度为1.24μm时,界面开始产生裂缝,随后钢筋周围砂浆产生裂缝;当锈蚀层的最大厚度为9.00μm时,混凝土保护层表面出现裂缝,此时钢筋的有效锈蚀率仅为0.186%;当锈蚀层的最大厚度达到18.00μm时,混凝土中钢筋之间裂缝贯通,此时裂缝分布图与实测锈胀开裂相似,表明细观模拟计算可靠.
[Abstract]:In order to study the effect of non-uniform properties of concrete material on the rust-cracking behavior of protective layer, a random aggregate model was established based on Monte Carlo method. The code of aggregate generation and release was compiled by Matlab software, and the influence of interface layer was considered. By changing the thickness of corrosion layer, the cracking behavior of concrete cover caused by steel bar expansion was simulated by meso finite element method. The results show that the expansion of steel corrosion products in concrete is non-uniform, and the interface between mortar and aggregate is the weakest link in the process of corrosion expansion of reinforced concrete protective layer. When the maximum thickness of the corrosion layer is 1.24 渭 m, cracks begin to occur in the interface, and then cracks occur in the mortar around the reinforcement, and cracks appear on the surface of the concrete cover when the maximum thickness of the corrosion layer is 9.00 渭 m. The effective corrosion rate of steel bar is only 0.186.When the maximum thickness of corroded layer reaches 18.00 渭 m, the cracks in concrete are through, and the distribution diagram of cracks is similar to that of measured corrosion expansion cracking, which indicates that the meso-simulation calculation is reliable.
【作者单位】： 浙江大学宁波理工学院;杭州交通投资建设管理有限公司;重庆交通大学土木工程学院;
【基金】：“十二五”国家科技支撑计划资助项目(2015BAL02B03) 浙江省自然科学基金资助项目(LY15E080025)
【分类号】：TU375

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本文编号：2226217