干湿交替下开裂混凝土中水分传输的细观数值分析

发布时间：2017-11-24 08:34

  本文关键词：干湿交替下开裂混凝土中水分传输的细观数值分析

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【摘要】：对于海洋浪溅区或潮汐区的混凝土结构,水分主要以气相和液相两种形式存在于混凝土内部孔隙结构中。基于混凝土毛细吸水的非饱和流体理论,建立了干湿交替下开裂混凝土中水分传输的一维非线性方程。考虑水分在干燥与湿润阶段传输的滞后性,分别建立了干燥和湿润两阶段单条裂缝处水分的传输速度模型。在细观层次上,将混凝土看作由粗骨料、砂浆、界面过渡区(ITZ)以及裂缝所构成的四相复合材料,利用含单条裂缝的二维格构网络模型,开展了干湿交替下开裂混凝土中水分传输的细观数值仿真分析。通过与已有文献中的试验数据对比,验证了所建立的干湿交替下开裂混凝土中水分传输模型的正确性。利用以上数值模型,进而分析了干湿循环机制(干湿循环时间比、循环次数)以及裂缝宽度对水分分布的影响规律。结果表明:对于给定裂缝宽度,干湿循环时间比和循环次数决定着裂缝处和垂直裂缝方向的水分含量分布;当裂缝宽度介于0.05~0.3 mm时,裂缝处和垂直裂缝方向的水分含量随着裂缝宽度的增大而减少。
【作者单位】： 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金面上项目(51378090) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2015CB057701,2015CB057703)
【分类号】：TU528
【正文快照】： 1研究背景对于任何一种劣化过程而言,造成混凝土膨胀、开裂甚至剥落,都离不开水的作用[1-4]。混凝土的收缩、冻融循环及荷载等作用会造成混凝土孔隙结构的变化和裂纹的产生与扩展,影响混凝土内部水分的传输过程和钢筋混凝土结构的服役寿命,而干湿交替作用是引起混凝土发生劣化

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