混凝土等温干燥过程湿热耦合效应及损伤分析

发布时间：2021-02-02 05:48

　　孔隙水的迁移及扩散对混凝土的耐久性产生重要影响。由于混凝土的非均质性,骨料、砂浆和界面层的性质各有不同,在干燥过程中,各组分不同的热力学性能影响混凝土整体的力学性能。水分的蒸发势必导致混凝土内部结构产生损伤甚至开裂。为研究混凝土等温干燥过程温湿度的传输规律以及内部损伤演变规律,建立混凝土二维三相细观模型,分别考虑骨料、砂浆、界面层各自热物性参数与含水率、湿物性参数与温度的关联性,推导湿热耦合控制方程,建立PDE数学模块进行求解,并研究混凝土细观结构对湿热耦合结果的影响。在此基础上,首先计算考虑各组分热膨胀系数、湿膨胀系数的不匹配导致混凝土内部产生的应力分布,然后定义损伤变量,通过分析热学参数、湿度扩散参数、力学参数与损伤变量间的关系建立混凝土等温干燥热—湿—力—损伤耦合模型,得到湿热耦合下的应力场、损伤场分布。再将损伤变量迭代至模型中,研究干燥条件下各参数的演变过程,为在实际工程应用中混凝土的干燥工艺提供参考支撑。论文主要工作及结论有（1）基于伸缩因子的自由曲线、曲面变形技术建立二维随机参数化卵石骨料细观模型。考虑不同骨料含量、不同骨料级配、不同最大骨料粒径、不同界面层厚度以及各相材料... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

混凝土的研究层次Fig.1-1Theresearchlevelofconcrete

技术路线图

西北农林科技大学硕士学位论文8第二章混凝土热传导细观数值模拟研究2.1混凝土二维三相细观随机骨料几何模型本文建立由骨料、砂浆、界面层组成的混凝土二维三相细观模型，分别控制骨料含量、骨料级配、最大骨料粒径、界面层厚度的不同，研究细观结构对混凝土传热性能的变化。2.1.1骨料级配理论本文只研究粗骨料，按形状分为卵石和碎石；按粒径大小分为特大石、大石、中石和小石。常用富勒曲线作为理想的最大密实度级配曲线。如图2-1所示，其表达式为max100DPD（2-1）式中，P为通过筛孔直径D骨料的质量百分比；Dmax为骨料的最大粒径，mm；D为筛孔直径，mm。图2-1粗骨料级配曲线Fig.2-1Coarseaggregategradingcurve应用瓦拉文（Walraven）等（1981）将式（2-1）转化为二维混凝土试件内任意点具有直径D<D0的骨料的概率为Pc。0.50.544668800max0max0max0max10100max()[1.0650.0530.0120.00450.0025]ckPDDPDDDDDDDDDD＜（2-2）式中，D0表示混凝土最大筛孔直径，mm；Dmax表示混凝土骨料粒径最大值，mm；Pk为骨料所占混凝土总体积的百分数，取值为75%。


本文编号：3014171