含裂纹混凝土的三维渗透性分析
本文关键词: 裂纹混凝土 三维渗透性 相互作用直推解 嵌入单元 弹性比拟 出处:《工程力学》2017年07期 论文类型:期刊论文
【摘要】:该文假设含裂纹的混凝土材料是由孔隙基体和裂纹组成的二相复合材料,基于相互作用直推法(IDD)给出了三维周期裂纹渗透性的表达式。基于单元嵌入技术和弹性比拟的数值模拟新方法,解决了三维细观连续有限元实体模型的建模和网格划分问题,实现了含混凝土裂纹的三维渗透模拟。假设裂纹为圆盘状,引入周期性的概念并提出三维周期裂纹结构模型,分析裂纹直径、裂纹周期、裂纹倾角和裂纹间距等因素对整体等效渗透性能的影响。将得到的数值解和IDD理论解进行对比分析,结果表明:在裂纹密度较低时,数值解和理论解吻合得很好,但随着裂纹密度的增大,二者之间的误差逐渐增大;当裂纹趋于连通时,IDD解低估了裂纹之间的近场相互作用而偏离数值解;裂纹接近连通时,整体等效渗透率与裂纹密度呈对数关系,可用渐进对数表达式准确描述。
[Abstract]:In this paper, it is assumed that the cracked concrete material is a two-phase composite composed of pore matrix and crack. Based on the interaction direct method (IDD), the expression of 3-D periodic crack permeability is given. Based on the element embedding technique and the new numerical simulation method of elastic analogy, the modeling and meshing problems of three-dimensional meso-continuous finite element model are solved. The three-dimensional permeation simulation of concrete cracks is realized. The concept of periodicity is introduced, and a three-dimensional periodic crack structure model is proposed to analyze the crack diameter and crack period. The effects of crack dip angle and crack spacing on the equivalent permeability of the whole system are compared and analyzed. The results show that the numerical solution is in good agreement with the theoretical solution when the crack density is low. However, with the increase of crack density, the error between them increases gradually; when the crack tends to be connected, the IDD solution underestimates the near-field interaction between the cracks and deviates from the numerical solution; when the crack is close to connected, the IDD solution deviates from the numerical solution. There is a logarithmic relationship between the integral equivalent permeability and the crack density, which can be accurately described by the asymptotic logarithmic expression.
【作者单位】: 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB035902) 国家自然科学基金重点项目(51339003) 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室自主科研课题项目(2016-KY-05)
【分类号】:TU528
【参考文献】
相关期刊论文 前7条
1 王立成;鲍玖文;;开裂混凝土中水分传输过程的细观模型[J];建筑材料学报;2014年06期
2 卢子臣;孔祥明;岳蕾;王其春;刘伟;曾敏;;水泥石单一裂隙的渗流规律及其遇水自愈合性能[J];硅酸盐学报;2014年08期
3 李曙光;陈改新;鲁一晖;;基于数字图像处理的混凝土微裂纹定量分析技术[J];建筑材料学报;2013年06期
4 周春圣;李克非;;含裂纹夹杂多孔材料的渗透性理论与数值分析[J];工程力学;2013年04期
5 ;INTERACTION MODELS FOR EFFECTIVE THERMAL AND ELECTRIC CONDUCTIVITIES OF CARBON NANOTUBE COMPOSITES[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2009年01期
6 翁其能;袁勇;杨红;;开裂混凝土衬砌的渗透模型[J];铁道学报;2008年02期
7 曲圣年,焦柯;用固体力学通用程序计算某些流体力学问题[J];水动力学研究与进展(A辑);1992年01期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 钱鹏;徐千军;;含裂纹混凝土的三维渗透性分析[J];工程力学;2017年07期
2 卢红奇;邓增社;徐文全;胡魏魏;邓广哲;;本煤层带压封孔技术装备研究及其应用[J];中国矿业;2017年06期
3 钱鹏;徐千军;;基于单元嵌入技术和弹性比拟的含裂纹混凝土三维渗流模拟方法[J];工程力学;2017年04期
4 刘庆生;许真铭;汤卫东;;基于细观结构的铝电解阴极炭块钠扩散过程的数值分析和实验研究[J];材料研究学报;2017年03期
5 杨瑞芳;孔祥明;卢子臣;王其春;曾敏;周仕明;;水泥石吸水吸油体积变形性能及其机理[J];硅酸盐学报;2017年02期
6 雷进生;李申;武增琳;姚奇;曾有为;;剪切位移作用下随机裂隙面渗流特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2016年S2期
7 王娟;管巧艳;孔宇田;余闪闪;;界面初始缺陷对混凝土单轴抗拉强度的影响[J];水利水电科技进展;2016年05期
8 王立成;鲍玖文;;干湿交替下开裂混凝土中水分传输的细观数值分析[J];水利学报;2016年08期
9 黄拳章;强洪夫;郑小平;姚振汉;;混合夹杂问题的边界元法[J];工程力学;2014年11期
10 韩金明;刘武;;引水隧洞混凝土衬砌开裂成因及应对措施[J];四川水利;2014年02期
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 王晓梅;李克非;;水泥基材料裂隙表面溶蚀过程[J];硅酸盐学报;2011年03期
2 张鹏;赵铁军;Wittmann F.H.;Lehmann E.;;基于中子成像的水泥基材料毛细吸水动力学研究[J];水利学报;2011年01期
3 王晓梅;李克非;;水泥基材料裂隙表面离子吸附过程[J];硅酸盐学报;2011年01期
4 李克非;马明军;王晓梅;;水泥基材料裂隙水流动规律的试验研究[J];工程力学;2010年11期
5 王立成;;Analytical Methods for Prediction of Water Absorption in Cement-Based Material[J];China Ocean Engineering;2009年04期
6 李松泉;程林松;李秀生;郝斐;;特低渗透油藏非线性渗流模型[J];石油勘探与开发;2008年05期
7 朱宏平;徐文胜;陈晓强;夏勇;;利用声发射信号与速率过程理论对混凝土损伤进行定量评估[J];工程力学;2008年01期
8 周建军;周辉;邵建富;;脆性岩石各向异性损伤和渗流耦合细观模型[J];岩石力学与工程学报;2007年02期
9 李早元,郭小阳,杨远光;提高油井水泥环力学形变能力的途径及其作用机理研究[J];石油钻探技术;2004年03期
10 王新友,蒋正武,高相东,孙振平;混凝土中水分迁移机理与模型研究评述[J];建筑材料学报;2002年01期
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 廖少英;氟塑料渗透性的研究[J];塑料工业;1982年05期
2 夏炎;彭红;卢晓宁;;木材流体渗透性的研究现状与展望[J];林业科技开发;2007年05期
3 郑昕;曹金珍;;木材液体渗透性的改善方法[J];林业机械与木工设备;2008年11期
4 苗平;王晓敏;魏思文;肖雪芹;陈馨;;3种预处理方法改善杨木渗透性的对比研究[J];安徽农业大学学报;2012年04期
5 贾立霞;刘君妹;王璐;;产业用纺织品正反面水渗透性差异的实验研究[J];产业用纺织品;2010年10期
6 金万慧;胡国j;林秋宝;王燕飞;;聚丙烯透水模板布渗透性能的探讨[J];过滤与分离;2010年04期
7 ;中华人民共和国国家标准 可浸透烧结金属材料—流体渗透性的测定[J];粉末冶金技术;1985年04期
8 陈春霞;欧海龙;彭云云;;纸和纸板印刷渗透性的测定[J];纸和造纸;2012年01期
9 王登科;刘建;尹光志;韦立德;;突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J];岩土力学;2010年11期
10 钱正林,周罗庆;玻璃纤维纬编针织物的渗透性能[J];江南大学学报;2004年04期
相关会议论文 前10条
1 朋改非;刘叶锋;郝挺宇;;国内外混凝土表面层渗透性现场测试技术现状:综述[A];沿海地区混凝土结构耐久性及其设计方法科技论坛与全国第六届混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2004年
2 李敏;钱春香;孙伟;;高强混凝土火灾后渗透性能的变化[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会水泥基材料论文集(下册)[C];2003年
3 李敏;钱春香;;高强混凝土火灾后渗透性能的变化[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
4 李映苓;王国兴;赵逸云;唐智杰;;有序壳聚糖膜对青蒿素的渗透性能研究[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集(上册)[C];2005年
5 王芳;杨明昌;严丽雪;顾春媛;;土工合成材料膨润土垫渗透性能的试验研究[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(下册)[C];2006年
6 许四法;洪波;杨杨;张祥生;毛玉红;;关于垃圾填埋场渗滤系统渗透性能经时变化的研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会2006年学术年会暨“城市地质环境与工程”学术研讨会论文集[C];2006年
7 李映苓;唐智杰;赵逸云;李学习;;有序壳聚糖膜对神衰果素的渗透性能研究[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集(上册)[C];2005年
8 高翔;李庆华;徐世p,
本文编号:1526709
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/1526709.html