基于多场耦合模型的再生混凝土冻融细观模拟研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:climb_climb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前关于耦合状态下再生混凝土的冻融性能研究多属于宏观层面的物理试验,研究结果往往因实验条件的限制,只能从诸如压碎指标、动弹性模量、强度损失率等宏观力学性能指标表征再生混凝土冻融性能的好坏。本文基于多场耦合模型,建立再生混凝土的有限元模型进行计算分析,通过再生混凝土孔隙水压力、第一主应力分布、温度差、应变等参数的变化,从微观层面研究了在经历多个冻融循环前后,再生混凝土冻融性能的演变。本文具体研究工作及结论如下:(1)介绍了再生混凝土的微观组成和基于相变平衡理论推导得出的孔隙内水结冰规律,以及孔隙水压力的计算过程。确定孔隙水压力为后续研究重点,为后续模拟计算奠定基础。(2)对传统随机骨料模型进行改进,在其投放骨料的基础上新增再生粗骨料特有的外包老砂浆和新老界面过渡区,且可控制再生骨料取代天然骨料的取代率及老砂浆和界面的厚度。基于骨料级配理论和随机再生骨料模型建立了包含再生骨料外包裹的老砂浆、新老界面过渡区的再生混凝土有限元模型。(3)使用有限元分析软件COMSOL Multiphysics中的固体力学模块、达西定律模块和多孔介质传热模块搭建再生混凝土热-水-力多场耦合模型。考虑骨料体积分数、界面及老砂浆渗透率、温度变化率、降温方式及外在荷载等变量,利用该模型模拟再生混凝土经历冻融循环中多物理场耦合对其冻融性能造成的影响。计算结果表明,骨料体积分数对试件的第一主应力有影响,且再生骨料能提高再生混凝土抗冻性;界面渗透率的提高会大幅降低再生混凝土的抗冻性,加重老砂浆处的应力集中现象;较大的温度变化速率会提高再生混凝土内部孔隙的结冰量,对其性能造成负面影响;采用正弦方式降温比折线降温方式更容易发生冻融破坏,冻融破坏往往最早出现在再生混凝土内部的老界面过渡区;外在荷载会加速新界面过渡区处老砂浆和新砂浆基质的剥离。
其他文献
随着城市可用地面积伴随着中国城镇化的快速增长和城市的产业结构发展与转变而日益减少,中国的城市中也出现了越来越多的选用了钢-混凝土组合结构来替代普通钢筋混凝土结构的超高层建筑。当前对于组合结构柱构件以及单一组合结构的抗震性能研究较多,但作为RC框架-核心筒抗侧研究中全面对比钢管混凝土结构、型钢混凝土组合结构、普通钢筋混凝土结构的研究较为缺乏。因此探讨组合结构框架柱对RC框架-核心筒抗侧性能的影响,具
草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda属鳞翅目夜蛾科(Lepidoptera:Noctuidae),自2019年入侵我国以来,其发生区不断扩大。由于杀虫剂的长期使用,该虫对多数常规药剂抗性已达到较高水平。甲维盐(emamectin benzoate)是一种新型高效半合成抗生素杀虫剂,与环境相容性好,在田间对鳞翅目害虫具有较强的毒性。卵黄原蛋白(Vitellogenin)对昆虫的卵黄发
锂离子电池因其高能量密度、高工作电压、良好的循环性能和轻便性等优点而备受关注,并广泛用于便携式电子产品、电动汽车、航空航天等领域。但是常规的锂电池应用的液态电解质具有漏液和易燃易爆的安全风险,固体聚合物电解质则成为了新一代电解质的首选。聚合物电解质具有安全性高,成膜性好,加工设计灵活,抑制金属锂电极锂枝晶形成和能量密度高等优点,相较于危险性更高的液体电解质,已成为新一代固态聚合物锂离子电池的研究重
铜尾矿的综合利用对保护环境和发展循环经济具有重要意义。利用铜尾矿制备轻质陶粒,将陶粒作为骨料制备陶粒泡沫混凝土,不仅可抑制泡沫混凝土收缩,提高材料强度,还可使材料具有优异的保温隔热性能。本文以铜尾矿为原材料,抛光渣为发泡剂,钠长石为助熔剂,制备铜尾矿陶粒,并以此陶粒为骨料制备陶粒泡沫混凝土。采用正交试验和单因素试验方法探究原材料配比和烧制工艺对陶粒表观密度、孔隙率、吸水率、筒压强度、导热系数和孔隙
基坑工程中砂土地层很常见,地下水也特别丰富。由于砂土孔隙率大、透水性好等显著特点,在砂土地层采用桩锚支护一旦发生止水帷幕失效或者锚索孔封堵不密,在基坑内外水头差作用下,砂土很容易流失,从而导致锚杆锚固力损失,轻者使支护结构变形增大,导致周边管道或建筑物沉降变形增大,重者可能导致结构失稳破坏,甚至危及人民群众生命财产安全。富水流砂问题一直是桩锚支护工程较为棘手的难题之一,其中基坑内外水头差、砂土颗粒
楼梯在地震灾害发生时承担着辅助人员逃生的重要功能,然而对现有的多次地震灾害研究表明,框架结构中混凝土楼梯构件损害严重,灾害发生时,难以达到供人员逃生防灾的作用。因为在当前的结构设计中,习惯地将主体设计与楼梯设计设计分开进行,没有考虑楼梯参与整体抗震,忽略了两者之间的相互作用。因此,本文针对梁式楼梯,利用ABAQUS有限元分析软件及ETABS结构计算软件对考虑楼梯参与整体计算,无楼梯及设置滑动支座形
氟化物是人体必需的元素,摄入途径为主要为饮用水。长期接触高浓度氟化物会导致氟牙症和氟骨症。我国北方某地区地表水氟含量超标,并伴随水体富营养化的问题。水体富营养化会导致水体中藻类大量生长。本文以典型的蓝藻-铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象,从混凝剂的种类以及投加量、藻类的行为、投加量、p H、有机物的影响等方面进行探索,经实验探究得以下结论:(1)藻细胞在含氟培养
近年来旧建筑加固改造桩基检测越来越多,并且旧建筑年限久远,为了在旧建(构)筑物改造、盾构施工甚至工程纠纷等复杂情况下准确判断桩的质量,可以采用旁孔透射波法对既有建筑进行检测,旁孔透射波法在工程实践已说明了它在上述各种疑难条件下具有实用价值。本文利用数值方法研究了桩周土对桩中波传播速度作用,结合工程实际讨论其对旁孔透射波法桩基检测的影响,主要完成工作如下:(1)既有建筑的桩基一般已沉降到位,其桩土已
城市扩张让许多原始的河道和湖泊变成了城市的一部分,建设不合理使得原本连通的水系被隔断,修复城市区域内水系连通性是建设海绵城市的重要内容,取得了显著的生态效益、社会效益和经济效益。本次研究基于景观生态学中“点—边”数量关系建立水系环度(α)、节点连接率(β)和网络连通度(γ)三种水系连通性评价指标,将南昌市水系依照一定的规则绘制出南昌市水系“节点—廊道”有向图,并以城市湖水体引流化污为切入点来优化城
切线模量法基于原状土的压板试验,可以得出不同应力水平以及不同深度土层下的切线模量,地基沉降的非线性特点得以体现,该方法对于典型原位压板载荷试验曲线采用双曲线进行拟合方法,当工程实践中的原状土压板试验的荷载-沉降曲线在加载初期接近直线,直线段的p-s曲线拟合算法需要进一步的研究。本文基于切线模量对多层土复合地基以及多层土刚性桩复合地基进行沉降分析,主要研究内容如下:(1)切线模量法采用双曲线对p-s