荷载作用下混凝土中氯离子传输的数值分析方法

发布时间：2021-08-20 00:52

　　为了得到荷载作用下氯离子在混凝土中传输的数值模拟方法,通过对海工混凝土长期暴露试验进行数值分析,验证了多因素作用下氯离子传输模型和数值分析方法的有效性,该模型综合考虑了水灰比、时间、结合效应、温度、湿度、混凝土劣化的影响;在此基础上,将荷载对混凝土中氯离子传输的影响等效为荷载引起的混凝土孔隙率变化,实现荷载与氯离子传输之间的耦合作用。对弯曲荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀试验进行数值分析,数值分析结果与试验结果吻合较好。分析了不同应力状态及应力水平、混凝土孔隙率及弹性模量对氯离子传输的影响。结果表明:拉应力加快了氯离子在混凝土内传输,在压应力作用下,氯离子在混凝土内传输速率降低;随着混凝土孔隙率增大,氯离子扩散加快;混凝土弹性模量改变对氯离子扩散几乎没有影响。本数值方法可为混凝土耐久性设计以及寿命预测提供参考。 

【文章来源】：混凝土. 2020,(09)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

数值模拟与试验数据结果对比

基于弯曲荷载作用下氯离子侵蚀试验[21]验证本文建立的荷载作用下氯离子传输数值分析方法的有效性。利用COMSOL Multiphysics有限元软件模拟得到四点受弯钢筋混凝土梁，在50%极限荷载作用下的混凝土应力、钢筋应力、混凝土体积应变、氯离子含量如图2～5所示。试验结果与数值结果对比分析如图6、7所示，两者吻合较好，尤其在有荷载作用时相同深度氯离子浓度更接近。说明荷载作用下的氯离子传输可以等效为荷载引起混凝土孔隙率的变化，从而影响氯离子在混凝土内的传输，也表明本研究建立的荷载作用下氯离子在混凝土中传输模型和数值模拟方法是有效且合理的。

试验结果与数值结果对比分析如图6、7所示，两者吻合较好，尤其在有荷载作用时相同深度氯离子浓度更接近。说明荷载作用下的氯离子传输可以等效为荷载引起混凝土孔隙率的变化，从而影响氯离子在混凝土内的传输，也表明本研究建立的荷载作用下氯离子在混凝土中传输模型和数值模拟方法是有效且合理的。图4 混凝土体积应变云图（单位：mm)


本文编号：3352477