饱和状态下开裂混凝土中氯离子扩散简化分析

提出了饱和状态下开裂混凝土内氯离子扩散的简化计算方法．根据已有试验结果,将裂缝处的氯离子扩散分为3种情况：①当裂缝宽度小于0．03mm时,裂缝对氯离子扩散没有影响;②当裂缝宽度大于0．1mm时,氯离子不仅沿混凝土暴露表面向内扩散,还将沿垂直于裂缝面的方向扩散,两者扩散的表面氯离子的质量分数相同;③当裂缝宽度介于0．03和0．1mm之间时,扩散情形与②相似,只是两者的表面氯离子的质量分数不同,裂缝面的表面氯离子的质量分数要小于暴露表面的氯离子的质量分数．计算结果表明,在一定宽度范围内,裂缝附近氯离子沿开裂方向和沿垂直于裂缝面方向的质量分数均随裂缝宽度增加而增大,其中短期扩散比长期扩散随裂缝宽度的变化更敏感,计算结果与已有试验结果吻合．     

多轴持续应力下混凝土结构的耐久性研究

轴向和侧向压应力的存在影响氯离子在混凝土中的扩散,会导致混凝土结构的性能退化,进而影响桥梁结构的使用寿命.研究了一维氯离子侵蚀下单轴和双轴持续压应力的氯离子扩散性能,试验结果表明:持续压应力的存在并不总是抑制氯离子在混凝土中的扩散,对于单轴持续压应力而言,应力水平小于等于0.4时,抑制氯离子的扩散较为明显,而对于双轴持...     

预应力混凝土中氯离子扩散模型分析

基于Fick第二定律,考虑预应力、温度、混凝土氯离子结合能力、氯离子扩散系数的时间依赖性和结构缺陷等多方面因素的影响,建立了预应力混凝土结构中氯离子扩散模型。通过试验数据,对建立的氯离子扩散模型进行了验证。研究结果表明:在盐雾环境下,混凝土氯离子浓度的实测值与本研究氯离子扩散模型预测的氯离子浓度相符合。为氯盐环境下的预应力混凝土结构耐久性研究提供了理论依据。     

混凝土Ⅰ型裂缝扩展的氯离子渗透特征

为了研究荷载作用下混凝土结构裂缝扩展过程中的氯离子侵蚀问题,更加准确地描述不同扩展阶段裂缝周边的氯离子侵蚀特征,依据混凝土断裂准则,采用ANSYS参数化设计语言APDL进行二次开发,自编程序模拟了混凝土小梁Ⅰ型断裂裂缝开展过程;在断裂分析的基础上通过参数等效,采用结构-热分析方法,基于体应变-损伤变量-氯离子扩散系数一一映射关系,实现了混凝土裂缝扩展过程中各个阶段氯离子侵蚀的数值分析.结果表明：不同裂缝扩展阶段,三点弯曲混凝土小梁裂缝周边氯离子侵蚀结果与试验结果吻合,荷载作用下混凝土裂缝尖端氯离子侵蚀呈现加剧现象,在混凝土结构耐久性寿命分析中起决定性作用;双K断裂准则和基于损伤参数的氯离子扩散模型能够模拟混凝土开裂过程氯离子侵蚀问题.     

连云港盐渍土中钢筋混凝土结构寿命预测

通过分析连云港盐渍土中盐分含量分布,指出连云港盐渍土属于氯盐渍土,盐分含量随土层深度的增加线性减小,对钢筋的腐蚀性为中等腐蚀性;综合考虑氯离子在混凝土孔隙溶液中的扩散、电迁移以及毛细吸附过程,建立氯离子运移模型;模型的计算结果与实测结果有较好的拟合度;采用有限元方法分析了连云港盐渍土环境下混凝土内部氯离子含量分布状况,并计算不同混凝土保护层厚度的结构物寿命,建议混凝土保护层厚度应该大于50 mm。     

基于多智能体元胞自动机的城市交叉口控制方法

为提高对现有交通资源的利用和提供更加有效的交通管理方法,针对交通流中各个体的不同特性,阐述一种城市交叉口基于多智能体和元胞自动机的智能控制系统的框架结构。系统采用元胞自动机建立道路模型,并对原有的单元胞单容量这种不符合实际情况的设置进行了改进,采用单一元胞中可容纳多个不同类型车辆;最后探讨了系统中各个交通智能体协调合作关系,为基于多智能体、元胞自动机的城市交叉口控制系统的最终实现提供了理论指导和方法依据。     

疲劳荷载下无砟轨道混凝土中氯离子传输研究

疲劳荷载作用下，无砟轨道混凝土的抗氯离子渗透性能是影响其服役特性的主要因素之一. 为分析混凝土在疲劳荷载作用下氯离子的传输变化规律，首先针对浸泡于氯离子溶液的混凝土试件进行弯曲疲劳试验，然后利用COMSOL有限元软件建立结构力学场与氯离子传输场的两场耦合模型，模拟氯离子在混凝土中的扩散行为. 研究结果表明:当侵蚀时间为2 d时，应力比为0.3、0.5和0.7对应的氯离子扩散深度分别为7、11、16 mm，混凝土中氯离子扩散深度随荷载应力比的增大而增大；两场耦合有限元模型计算得到的氯离子含量与试验测试结果基本吻合，验证了模型的合理性；混凝土中氯离子扩散深度随侵蚀时间的增大而增大，采用一元二次多项式可较好地描述扩散深度与侵蚀时间的关系.      

矿物掺合料及外加剂对混凝土抗氯离子渗透性的试验研究

文章针对江苏沿海(南通)地区盐渍土环境下混凝土结构耐久性研究,结合室内实验和现场工程数据的验证对比,通过氯离子在不同矿物掺合料及外加剂的混凝土结构中的扩散试验分析,由Fick扩散定律,推导出氯离子环境下混凝土结构初始腐蚀时间的计算公式,并对氯离子环境下影响混凝土保护层最小厚度进行了研究,为江苏沿海地区新建工程项目混凝土结构耐久性设计提供了保护层最小厚度的建议。     

电场作用下混凝土中氯离子输运模型及仿真

为了研究处于氯盐、杂散电流耦合侵蚀环境的混凝土结构耐久性,对电场作用下氯离子在混凝土内部的输运规律进行研究.首先,根据Hamilton型变分原理,建立电场作用下混凝土内部氯离子的输运模型;其次,基于细观角度,建立混凝土内部孔隙水饱和度的定量计算公式,并同时考虑时变因素和孔隙水饱和度对氯离子输运的影响,对非饱和状态下氯离子的扩散系数予以修正;最后,通过comsol模拟氯离子在混凝土内部的输运过程,并对电场作用下氯离子的输运速率与仅有浓度梯度作用下氯离子自由扩散速率进行了比较分析.研究结果表明:应用电场作用下混凝土中的氯离子输运模型研究地下混凝土结构的耐久性及结构寿命预测问题是可行的;在10 V电场作用下,混凝土中的氯离子的输运效率相当于自由扩散状态下氯离子输运效率的769倍.     

基于元胞自动机的刹车灯模型交通流分析

通过改变Tian模型中对"非常好的驾驶条件"的定义以及在模型中考虑车辆加速后再减速对随机慢化的影响,提出了新的Tian模型。通过具体的数值分析发现改进后的元胞自动机的流量要大于NS元胞自动机,且在刹车灯模型的基础上用元胞自动机模拟出的车流量更加符合实际的交通情况。     

地下结构混凝土随机分布裂缝对硫酸根离子的扩散影响

为研究地下结构混凝土随机裂缝宽度对混凝土内硫酸根离子扩散系数及浓度分布的影响,假设混凝土初始裂缝由矩形裂缝单元构成,裂缝单元出现位置的概率密度函数沿裂缝纵向服从正态分布,推导了开裂混凝土内硫酸根离子的扩散系数随裂缝宽度的变化规律.根据菲克第二定律修正硫酸根离子的扩散方程,并针对两种不同的裂缝形态参数进行了数值算例分析.结果表明:两种情况下,离子的浓度均可在50 h内达到稳定;裂缝形态参数越小且裂缝形态越不规则,离子扩散得越慢,离子浓度达到稳定的时间越长.      

基于构型力断裂准则的骨料干涉作用分析

为研究沥青混凝土内部裂纹初始构型（如裂纹初始偏转角,空间位置）的改变对裂纹扩展路径以及裂纹扩展方式的影响,以裂尖构型力为断裂准则,通过扩展有限元XFEM建立具有不同初始构型的裂纹模型,模拟裂纹经过单骨料和非对称双骨料的情况;从裂纹扩展路径和裂尖构型力变化等方面分析骨料干涉作用下裂纹初始构型对裂纹扩展的影响.结果表明：1）在单骨料干涉作用下,裂尖构型力随骨料与初始裂尖夹角的增大而逐渐增大,表明骨料对裂纹扩展的干涉作用逐渐减弱,当其超过60°后,骨料对裂纹扩展的干涉作用可忽略不计;2）在非对称双骨料干涉作用下,随着骨料圆心连线与x轴夹角的增大,双骨料对裂纹扩展干涉作用愈加明显,当其大于45°时,裂尖构型力明显偏小,即骨料对裂纹扩展表现出“止裂”效果;3）当裂纹初始偏转角发生改变时,单骨料与非对称双骨料对裂纹扩展的干涉作用具有相似性,其裂尖构型力随偏转角增大呈现先增加后减小的趋势;4）当偏转角为45°时,裂尖构型力偏大,意味着裂纹趋于非稳定状态,骨料对裂纹扩展的抑制效果较弱,致使骨料对沥青混合料抗裂性能的提高受到一定限制.     

超密实沥青混凝土Ⅰ - Ⅱ复合型裂纹扩展研究

为了研究低温地区超密实型沥青混凝土内部Ⅰ - Ⅱ复合型微裂纹扩展规律,基于Eshelby等效夹杂理论和最大周向应力断裂准则,建立了当复合型裂纹发生失稳型扩展时其内部微裂纹偏转角β与应力场之间的关系,并确定了扩展方向;建立沥青混凝土细观离散元模型,考虑沥青混凝土的黏弹性,分析了内部微裂纹β对复合裂纹扩展的影响规律. 研究结果表明:对二维平面问题,β的变化主要引起裂纹在沥青混凝土中分布状态的变化,在极大程度上造成了沥青混凝土的宏观有效弹性模量和剪切模量在时域内的减小;在常荷载作用下,β的增大造成了宏观裂纹孕育和扩展历程的缩短,还致使复合型裂纹由Ⅰ型裂纹逐渐转变为Ⅱ型裂纹;β的增大不仅使裂尖域内应力场发生一定偏转,而且导致裂尖域内应力场和衰坏区的减小.      

考虑混凝土损伤的双面组合连续梁挠度和裂缝宽度研究

钢-混凝土双面组合连续梁负弯矩区上混凝土板受拉会产生裂缝。利用ANSYS有限元软件,考虑了混凝土的拉应变软化特性,对钢-混凝土双面组合2跨连续梁模型进行数值模拟分析,得到了上混凝土板裂缝分布和宽度。将计算结果与实测结果进行比较,验证了该模型的有效性。通过变换下混凝土板厚度和混凝土极限拉应变值,分析其对双面组合梁挠度和裂缝的影响;采用最小二乘法,对荷载-挠度;荷载-最大裂缝宽度曲线进行拟合,得出相应的计算公式。     

掺和料对混凝土电通量和RCM扩散系数相关性的影响

采用ASTM C1202电通量测试方法与RCM法研究了粉煤灰、矿粉两种矿物掺和料,分别在单掺、双掺情况下对混凝土电通量与RCM扩散系数的影响.研究结果表明：单掺粉煤灰时,电通量与氯离子扩散系数相关性不强;单掺矿渣粉时,电通量与氯离子扩散系数具有相同的变化规律,随矿渣粉掺量的增加呈减小趋势;粉煤灰和矿渣粉双掺时,电通量和氯离子扩散系数均好于单掺.     

钢筋混凝土偏心受压柱长期变形随机分析

混凝土收缩徐变具有显著的不确定性,需要采用随机方法进行有概率保证意义的长期变形分析.采用基于响应面的蒙特卡洛抽样技术,将GL2000模型中影响混凝土结构长期变形的因素作为随机变量,建立了混凝土结构的长期变形随机性分析模型.利用该模型进行了钢筋混凝土偏心受压柱长期变形随机分析,并考察了混凝土抗拉强度对长期变形的影响.在算例中,当偏心率接近1.0时,抗拉强度的敏感性系数达到峰值0.6,然后逐渐降低;当偏心率为1.6时,抗拉强度的敏感性系数基本为0.分析结果表明,钢筋混凝土柱开裂前,混凝土抗拉强度对其长期变形没有影响;随着偏心率的增大,混凝土开裂程度加深,其对长期变形的影响逐渐增大至峰值而后逐渐减小.      

不同种类纤维对海工混凝土性能影响对比研究

为解决海工混凝土因抗裂性能差引起的耐久性问题,研究了3种纤维在不同掺量下对海工混凝土抗压性能和抗裂性能的影响,并采用RCM法对不同纤维掺量下海工耐久混凝土抗氯离子渗透性能进行评定.试验结果表明：掺入不同纤维均能增加海工混凝土的抗压强度和劈裂强度;不同纤维掺量下海工混凝土电通量和氯离子扩散系数均有所降低,且随着纤维掺量的增加,降低幅度逐渐增大;对比3种不同纤维掺量下的海工混凝土的性能可以看出,掺入1.5 kg/m3高强高模量聚乙烯纤维效果最佳,性能最为优异.