早龄期混凝土内部湿度发展特征

早龄期混凝土内水分含量是监控混凝土结构开裂的重要参数之一。该文采用数字式温湿度传感器,研究了早龄期普通与高强混凝土内部湿度随浇筑龄期的发展规律。实验结果表明,随浇筑龄期的增长,混凝土内湿度逐渐降低。湿度随龄期的发展规律可描述为早期的水汽饱和期(阶段I,相对湿度100%)及随后的湿度逐渐减小期(阶段II,相对湿度<100%)。阶段I的长短及阶段II中湿度降低的幅度与混凝土水灰比及所在位置有关。早龄期混凝土内水分含量沿高度分布不均,存在明显的湿度梯度。     

基于内部湿度试验的早龄期混凝土水分扩散系数求解

为了求解干燥条件下混凝土内部水分分布,提出了一种早龄期混凝土水分扩散系数的求解方法。试验测定混凝土内部相对湿度随时间的变化,求解水汽扩散的非线性方程,获得了干燥过程中混凝土水分扩散系数与相对湿度(或水分含量)的数量关系。计算结果证明:水分扩散系数随含水量的增加而非线性增大;相对湿度90%以上时扩散系数随湿度变化显著,90%~40%时扩散系数随湿度变化趋缓,40%以下时基本不变。     

水泥混凝土路面早龄期湿度场性状试验研究

为了解水泥混凝土路面板早龄期湿度场性状特征,采用瑞士SHT15型数字化温湿度传感器,针对不同施工季节、不同基层与面板接触边界,进行水泥混凝土板早龄期湿度场的室外路面板监测试验研究.监测发现:水泥混凝土路面板湿度场在铺筑完之后依次经历饱和阶段、湿度下降阶段和波动阶段,各阶段的发生时刻和幅值取决周围气象条件和边界条件;通常工况下板底湿度高于板顶湿度,沿板厚方向形成湿度梯度,夏季施工路面早龄期板顶板底最大湿度差可达8%.此外,分析发现水泥混凝土路面相比其它混凝土结构,由于属于薄板结构,湿度场的影响和控制应额外注意混凝土路面基层边界条件与施工季节等因素.     

混凝土早龄期热膨胀系数试验研究

通过设计开发新的早龄期混凝土热膨胀系数测量装置,测量了不同配合比的混凝土从初凝后开始的热膨胀系数,总结了在早龄期混凝土热膨胀系数随龄期的发展规律,并给出了其拟合公式。     

早龄期混凝土结构的温度应力分析

为了分析混凝土在早龄期时温度应力随龄期的发展.通过建立混凝土材料的水化放热模型,引入Arrhenius公式来表征早龄期时混凝土放热速率受温度的影响.采用考虑等效龄期的混凝土弹性模量和抗拉强度CEB-FIP1990计算公式来表征早龄期时温度变化对其力学性能的影响,在应力分析中采用Bazant的双幂函数徐变模型.结果表明:引入Arrhenius公式的混凝土水化放热模型可以用于计算混凝土结构早龄期时的温度场,早龄期时温度应力可以引起混凝土长墙的开裂.早龄期时混凝土结构温度应力的计算为优化混凝土材料的组成提供依据,尽可能减少温度应力引起的开裂.     

基于等效龄期与结构单元的HPC早龄期拉伸徐变评价

通过对早期设计的拉伸徐变装置的改进,实验评价了养护温度和加载龄期对高性能混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响.在考虑混凝土内部结构单元对徐变作用的基础上利用流变学原理提出了评价早龄期拉伸徐变的ZC模型.通过对拉伸徐变实验数据的分析,得到了模型参数,进而获得了早龄期拉伸徐变的评价式,并对其进行了实验验证.结果表明,高性能混凝土早龄期拉伸徐变在加载初期增长快速,后期则逐渐趋于稳定,并且养护温度越高,徐变收敛的趋势越明显;所提出的ZC模型能较好地描述不同养护温度和不同加载龄期早龄期拉伸徐变发展特征,对3d前加载的混凝土徐变应变的定量评价其误差在10%以内.     

混凝土早龄期抗裂性能测试方法评述

混凝土结构在早龄期往往由于干燥收缩、自身收缩、塑性收缩和温度收缩等因素产生体积变形,若同时受到约束就可能会发生开裂,因此有必要研究混凝土早龄期抗裂性能的测试和评价方法。随着绿色高性能混凝土材料的发展,早龄期混凝土抗裂性能的测试和评价方法仍需进一步研究。     

水泥混凝土路面板早龄期固化性状数值分析

基于水泥混凝土路面板早龄期力学仿真,开展夏季不同施工时段、边界约束对面板固化性状的影响研究.结果显示,施工季节、昼夜温差、结构约束等显著影响固化翘曲和残余应力.面板早龄期存在典型的板角向上固化翘曲和不对称翘曲模式,面板28 d残余应力主要为板顶受拉形式.接缝约束显著减小约束边板角翘曲,增大面板板顶残余拉应力分布面积,应...     

早龄期混凝土结构开裂风险分析

为了分析混凝土在早龄期时的开裂风险，采用有限元方法计算混凝土结构早龄期时的内应力发展．通过建立混凝土材料的水化放热模型，引入Arrhenius公式来表征混凝土放热速率受温度的影响．在分析中采用考虑等效龄期的混凝土弹性模量和抗拉强度CEB—FIP1990计算公式和Bazant的双幂函数徐变模型，同时考虑混凝土早龄期的自生收缩．结果表明：引入Arrhenius公式的混凝土水化放热模型可以用于计算混凝土结构早龄期时的温度场，混凝土的水化放热和自生收缩引起的内应力可以引起混凝土长墙的早期开裂．早龄期时混凝土结构内应力的计算为优化混凝土材料的组成提供了依据，尽可能减少混凝土结构的开裂．     

钢筋混凝土中爆炸破坏效应数值模拟分析

根据钢筋混凝土介质在内部爆炸载荷作用下毁伤破坏特性,利用LS-DYNA程序流固耦合算法,使用能够反映拉伸破坏的Tayler-Chen-Kuszmanul(TCK)和反映压缩破坏的Holmqust-Johnson-Cook(HJC)材料模型,通过建立分离式钢筋混凝土有限元模型,进行了钢筋混凝土在内部爆炸载荷作用下毁伤破坏效应的数值计算分析. 数值模拟能够很好地模拟钢筋混凝土内部爆炸时中心爆炸空腔压缩面和自由面的拉伸层裂破坏及漏斗坑形成过程,且与试验结果和理论计算吻合较好. 同时,由于钢筋的增强和止裂作用,钢筋混凝土中爆炸漏斗坑成阶梯型,且其破坏范围远小于混凝土介质.     

混凝土尺寸效应数值模拟研究进展

系统综述了混凝土尺寸效应数值模拟的研究现状,从混凝土的细观、宏观和多观3个层次,总结了相关研究的混凝土数值模型,并对混凝土数值模型的优、缺点进行了比较,指出了尺寸效应研究需要注意的问题。     

空心混凝土基础固化期温度场测试与数值分析

通过现场测试和数值模拟的方式分析了空心设备基础固化期的温度场分布特点,得到了不同位置的温度变化规律。数值和测试结果表明,两种方式得到的观测点最高温度具有良好的一致性,均在经验法估算的区间之内。不同观测点的温度变化规律并不一致,测点中部位置温度最高,底部温度次之,顶部温度最小。顶部温度变化剧烈与环境温度的变化表现出一致性,数值模拟中设置了大气温度变化的简谐曲线函数,结果与监测温度的总体变化规律较为相符。观测点中部-顶部和中部-底部温差都在25℃以内,混凝土外表面与大气的温差最大值为12℃,满足规范要求。现场测试结果表明,应设置监测大气和地基的温度观测点,并设置合理的边界条件以提高数值模拟的精度,指导实践。     

空化喷嘴内部流场的数值模拟

根据喷嘴的结构特点,建立了角形空化喷嘴和风琴管形空化喷嘴的三维结构模型和数值模型,选用RNGk-ε湍流模型,采用SIMPEC算法进行数值计算。结果表明,在空化喷嘴的圆柱段存在速度最大值,射流进入圆柱段后产生明显的负压,与周围介质发生强烈的空化作用,有利于空化气泡的产生。在特定参数下(圆柱段直径d=1mm、圆柱段长度S=3mm、扩散段长度L=8mm、出口扩散角=30°),角形喷嘴的空化效果优于风琴管形喷嘴。     

低温钢纤维混凝土破坏过程的数值模拟

通过实验测试了钢纤维混凝土在低温下的力学性能,发现其抗拉和抗压强度随温度降低逐渐升高.运用RMT-150B型岩石力学试验系统对钢纤维混凝土圆柱型试样进行了单轴压缩分析,发现低温下钢纤维混凝土应力应变曲线可分为弹性阶段,裂缝稳态扩展阶段,裂缝失稳扩展阶段和破坏阶段.将混凝土看成是细观上的各向异性非均匀准脆性材料, 运用RFPA2D数值分析软件对钢纤维混凝土单轴压缩全过程进行了数值模拟,模拟得到的承载力随温度降低逐渐增大,均质度好的试件声发射较为集中,声发射能量随温度降低不断提高,体现了低温下钢纤维混凝土的脆性特征.     

氯离子在非饱和混凝土中传输过程的数值模拟

为确定氯离子在非饱和混凝土构件中的传输过程,推导了基于物质守恒定律的氯离子对流扩散方程;并对控制方程中的计算参数以及有限元计算过程的稳定性进行了初步讨论.在此基础上,定量分析了对流效应对氯离子传输过程的影响.分析结果表明,对流和扩散效应的耦合作用主要出现于构件表层;对流效应在传输过程初期较为显著.最后,对计算模型的参数...     

车辆荷载下隧道混凝土顶板数值模拟研究

地下隧道使用期间上部荷载对顶板的荷载可能对其内部应力分布与微变形产生影响.研究HME-V加强混凝土作为隧道顶板材料的可行性,并对掺高性能抗裂剂的混凝土结构进行理论分析和仿真模拟.探讨隧道顶板结构的力学性能和稳定性,对应力场、应变场、位移场进行分析.结果表明,应力与变形状态均在力学模型估算的范围之内,对实际工程具有一定的...     

混凝土与木混合结构中木楼盖计算模型

采用有限元软件Sap2000建立了2种不同的混凝土与木混合结构模型,即完全木楼盖模型和简化木楼盖模型;采用这2种模型对于1个单层混合结构抗侧力试验进行了数值模拟;采用简化木楼盖模型和刚性楼盖模型分别建立了6层混合结构模型,对模型进行了抗震分析,并将2种楼盖模型的计算结果进行了对比.结果表明:完全木楼盖模型与简化木楼盖模型都能够较好地模拟单层混合结构试验模型的水平抗侧力性能,简化木楼盖模型可以替代完全木楼盖模型应用于混合结构的受力分析;采用简化木楼盖模型对6层混合结构进行抗震分析所得到的中部框架受到的水平力略大于边框架,简化木楼盖模型与刚性楼盖模型进行时程分析所得到的顶点时程位移曲线较为接近.     

网格对混凝土侵彻数值模拟的影响

研究动能弹侵彻混凝土类问题的数值模拟计算中,网格单元尺寸的划分对计算结果的影响规律,找出合理的网格尺寸取值范围.应用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D,对57 mm口径尖头弹丸以300 m/s着速垂直侵彻直径1.6 m,厚1 m的混凝土靶板进行仿真计算,得到了靶板不同计算网格尺寸条件下的侵彻深度、侵彻过载以及损伤区数据.通过对比分析确定,为得到比较理想的计算结果,弹丸半径和网格边长的比值λ应该在6.0左右取值.     

细观层面的混凝土碳化过程数值模拟

为在细观层面上研究混凝土碳化问题,首先建立了基于积累分布函数的三维球形骨料生成方法,分析了随机性对模拟结果的影响,对骨料最大粒径、最小粒径和体积分数的选取原则进行了讨论.建立了简化的混凝土碳化数值模型,分析了骨料对宏观层面混凝土碳化行为的影响.结果表明,骨料的稀释效应和扭曲效应将降低混凝土的碳化深度;骨料在水泥浆中的非均匀分布将导致宏观上混凝土碳化深度的非均匀性.