检索结果-内蒙古大学图书馆

水道港口 2023年第3期44卷 398-405页

作者：李伟袁春坤王栋廖镜王铎王元战中国路桥工程有限责任公司北京100011 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

细观数值模拟是研究海洋环境下钢筋混凝土结构中氯离子传输的重要方法之一。细观数值模型将混凝土视为由水泥砂浆、粗骨料及界面过渡区组成的三相复合材料,目前建立的氯离子传输细观数值模型大多将粗骨料简化为圆形、正多边形等规则的... 详细信息

细观数值模拟是研究海洋环境下钢筋混凝土结构中氯离子传输的重要方法之一。细观数值模型将混凝土视为由水泥砂浆、粗骨料及界面过渡区组成的三相复合材料,目前建立的氯离子传输细观数值模型大多将粗骨料简化为圆形、正多边形等规则的几何形状,与实际粗骨料形状存在较大差异;少数学者建立的不规则形状粗骨料模型,其生成和投放效率较低,不适于大规模数值模拟计算。文章提出了随机生成凸多边形粗骨料的插点排序算法,建立了基于随机凸多边形粗骨料模型的混凝土氯离子扩散细观数值模型,相比于目前延凸算法得到的凸多边形骨料模型,文章建立的细观数值模拟方法具备更高的计算效率。通过物理试验实测数据,对细观数值模型进行了验证。基于建立的细观数值模型,研究了粗骨料体积分数对氯离子扩散性能的影响规律。

关键词：混凝土氯离子扩散细观数值模型随机凸多边形粗骨料体积分数

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砂浆碱集料反应细观数值模拟

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吉林大学学报（工学版） 2023年第12期53卷 3501-3507页

作者：魏丽丽胡明玉南昌大学工程建设学院南昌330031 赤峰学院资源环境与建筑工程学院内蒙古赤峰024000

由于局部砂浆碱集料现场测试中存在着对上部竖向的压力,为研究砂浆碱集料反应的力学性能,进行了砂浆碱集料反应细观数值模拟。用砂浆棒快速法制备了试样,进行了砂浆试样膨胀率、抗压强度、抗折强度测定;将砂浆试样看作由骨料、界面过渡... 详细信息

由于局部砂浆碱集料现场测试中存在着对上部竖向的压力,为研究砂浆碱集料反应的力学性能,进行了砂浆碱集料反应细观数值模拟。用砂浆棒快速法制备了试样,进行了砂浆试样膨胀率、抗压强度、抗折强度测定;将砂浆试样看作由骨料、界面过渡区(ITZ)和砂浆基体组成的三相复合材料,建立了碱集料反应膨胀模型和碱集料反应强度模型,模拟了不同尺寸规格试样在不同龄期的抗压和抗折性能,解决了砂浆抗压强度和抗折强度较高的问题,仿真结果与测试结果基本一致,证明该模拟仿真具有较好的实用性。

关键词：砂浆碱集料反应细观数值模型力学性能

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考虑纤维分布的钢纤维自密实混凝土抗折模拟

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建筑材料学报 2023年第5期26卷 475-482页

作者：赵云毕继红刘晓敏周俊龙王伟中国建筑第六工程局有限公司天津300171 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 中建城市建设发展有限公司北京100037

考虑纤维在自密实混凝土中的分布,提出一种用于模拟钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)抗折性能的数值方法 .首先,采用基于流体动力学的方法模拟新拌SFRSCC的浇筑过程,以确定钢纤维的分布;然后,基于钢纤维在SFRSCC试件中的分布,考虑钢纤维取向... 详细信息

考虑纤维在自密实混凝土中的分布,提出一种用于模拟钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)抗折性能的数值方法 .首先,采用基于流体动力学的方法模拟新拌SFRSCC的浇筑过程,以确定钢纤维的分布;然后,基于钢纤维在SFRSCC试件中的分布,考虑钢纤维取向角度对钢纤维拔出响应的影响,建立由混凝土基体和钢纤维组成的SFRSCC细观有限元模型;最后采用提出的数值方法对SFRSCC梁试件的浇筑过程和抗折试验进行细观模拟.模拟结果与试验结果吻合良好,说明提出的数值方法能够模拟SFRSCC的抗折性能.

关键词：钢纤维自密实混凝土细观数值模型纤维分布纤维取向流体动力学

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湖山铀矿钙结砾岩的爆破损伤断裂过程与机理

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爆炸与冲击 2025年

作者：刘玉龙王尹军黄磊吴春平闫国斌张阳王文韬余梦飞中广核铀业发展有限公司北京北矿亿博科技有限责任公司北京科技大学资源与安全工程学院

钙结砾岩型铀矿作为纳米比亚第二大类型铀矿床，因其特殊构造爆破后会产生大量的大块和超大块，不仅制约铲装作业，而且极大增加了二次破碎的成本和危险性，是开采过程中遇到的最大难题。为研究爆破作用下钙结砾岩破坏规律，基于损伤断... 详细信息

钙结砾岩型铀矿作为纳米比亚第二大类型铀矿床，因其特殊构造爆破后会产生大量的大块和超大块，不仅制约铲装作业，而且极大增加了二次破碎的成本和危险性，是开采过程中遇到的最大难题。为研究爆破作用下钙结砾岩破坏规律，基于损伤断裂力学理论揭示了钙结砾岩爆破损伤断裂过程与机理，采用LS-DYNA和Fortran编程建立了包括填隙物、砾石和界面过渡区(Interfacial Transition Zone，ITZ)的细观数值模型，分析了钙结砾岩爆炸应力波传播规律及损伤特征。钙结砾岩爆破损伤断裂过程可分为四个阶段，即：砾石和填隙物均发生压缩破坏；砾石发生拉伸破坏，填隙物发生压缩破坏；砾石和填隙物均发生拉伸破坏；砾石和填隙物交接面发生拉伸破坏。数值结果表明：砾石在爆破荷载作用下表征出更高的等效应力，填隙物等效应力最小，ITZ处出现明显的应力集中现象，随着距离的增大砾石和填隙物承受的应力差距减小。砾石的损伤较小，存在损伤“绕石”现象，填隙物的损伤较大。钙结砾岩爆破裂纹的扩展形式主要以沿着应力波的传播方向优先选择物理力学性能较低的填隙物以及交接面进行发育，对于砾石的破坏较弱。爆破块度主要表现为填隙物包裹砾石，爆破块度分布受交接面的粘结力、砾石分布情况的影响。

关键词：钙结砾岩损伤断裂机理细观数值模型破坏特征

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干湿循环下再生混凝土氯离子传输行为的细观模拟

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科学技术与工程 2025年第1期25卷 329-338页

作者：白希选陆定洋赵程王桥武汉工程大学土木工程与建筑学院武汉430074 武汉大学水利水电学院武汉430072

基于蒙特卡洛法,利用Python与Abaqus接口进行二次开发,生成区分天然粗骨料,新、旧界面过渡区(interfacial tran-sition zone,ITZ)和新、旧砂浆的再生混凝土(recycled aggregate concrete,RAC)二维细观五相模型。提出改进的干湿循环下水... 详细信息

基于蒙特卡洛法,利用Python与Abaqus接口进行二次开发,生成区分天然粗骨料,新、旧界面过渡区(interfacial tran-sition zone,ITZ)和新、旧砂浆的再生混凝土(recycled aggregate concrete,RAC)二维细观五相模型。提出改进的干湿循环下水分-氯离子耦合模型,并将该模型的计算结果与物理试验进行对比验证,结果吻合较好。将该模型应用于分析干湿循环周期、ITZ渗透率、水胶比和天然骨料体积分数对氯离子传输性能的影响规律。结果表明,在干湿循环次数增加的情况下,RAC中氯离子的扩散深度和浓度也会随之增加。当ITZ扩散系数与新砂浆扩散系数的比值增大时,氯离子的扩散区域中氯离子浓度增加明显,尤其是在扩散区的前端位置氯离子浓度增加最为显著。此外,不同水灰比的RAC材料与氯离子的传输能力之间存在正相关关系,高水灰比范围内氯离子传输性能变化较小。最后,再生骨料体积分数对RAC的抗氯离子渗透性能产生显著影响,这说明ITZ和新旧砂浆对氯离子的传输具有重要影响。

关键词：再生混凝土细观数值模型干湿循环水分氯离子传输过程

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基于多尺度均匀化的钢筋混凝土柱偏心受压性能模拟研究

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应用力学学报 2023年

作者：李维康王江许斌华侨大学土木工程学院福建省智慧基础设施与监测重点实验室(华侨大学)

基于等效均匀化理论，通过建立细观数值模型和细观均匀化数值模型，多尺度模拟研究混凝土骨料的细观因素对钢筋混凝土柱偏心受压力学行为的影响。结果表明：模拟结果与参考试验结果吻合良好，从构件层次验证了细观均匀化数值模型的有效... 详细信息

基于等效均匀化理论，通过建立细观数值模型和细观均匀化数值模型，多尺度模拟研究混凝土骨料的细观因素对钢筋混凝土柱偏心受压力学行为的影响。结果表明：模拟结果与参考试验结果吻合良好，从构件层次验证了细观均匀化数值模型的有效性。细观数值模型和细观均匀化数值模型均能有效反映骨料的随机分布对钢筋混凝土偏心受压力学性能和损伤分布的影响。与细观数值模型相比，细观均匀化数值模型对骨料不同形状的敏感性较差。细观均匀化数值模型极大的节省计算空间，提高计算效率。

关键词：钢筋混凝土柱偏心受压细观数值模型细观均匀化数值模型骨料的细观因素

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钢绞线非均匀锈蚀下混凝土胀裂细观数值模拟

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中外公路 2024年第2期44卷 174-181页

作者：曾天宝陈宏黄筱淇涂荣辉戴理朝南昌市城市规划设计研究总院江西南昌330000 浙江省交通工程管理中心浙江杭州310000 长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

针对捻制构造钢绞线非均匀锈蚀引起的混凝土胀裂问题,该文建立钢绞线锈蚀产物非均匀膨胀模型和钢绞线非均匀锈蚀下混凝土胀裂细观数值模型。混凝土材料被模拟为由砂浆基质、骨料、界面层所组成的三相复合材料,并通过嵌入黏聚单元模拟由... 详细信息

针对捻制构造钢绞线非均匀锈蚀引起的混凝土胀裂问题,该文建立钢绞线锈蚀产物非均匀膨胀模型和钢绞线非均匀锈蚀下混凝土胀裂细观数值模型。混凝土材料被模拟为由砂浆基质、骨料、界面层所组成的三相复合材料,并通过嵌入黏聚单元模拟由钢绞线非均匀锈蚀导致的混凝土胀裂行为。通过与已有试验对比验证所建模型的合理性,并分析混凝土保护层厚度与骨料含量对锈胀裂缝宽度的影响。结果表明:所建立的非均匀细观数值模型能够合理地模拟钢绞线非均匀锈蚀导致的混凝土胀裂全过程。考虑钢绞线非均匀锈蚀特征可以有效地提高锈胀裂缝预测精度。锈胀裂缝宽度随混凝土保护层厚度减小而增大,随混凝土中骨料含量增大而减小。

关键词：桥梁工程钢绞线锈蚀锈胀开裂非均匀锈蚀细观数值模型

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钢渣沥青混合料微波加热多物理场耦合特征细观数值研究

钢渣沥青混合料微波加热多物理场耦合特征细观数值研究

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作者：黄思阳三峡大学

学位级别：硕士

沥青混合料作为典型的复合材料广泛的应用在水利工程的面板和防渗以及道路工程中。其在温度、湿度等变化的环境条件下,加上长期重复的荷载作用容易产生大量的微裂缝。微波加热可以对这些微裂缝及时、快速修复。然而由于常规的沥青混合... 详细信息

沥青混合料作为典型的复合材料广泛的应用在水利工程的面板和防渗以及道路工程中。其在温度、湿度等变化的环境条件下,加上长期重复的荷载作用容易产生大量的微裂缝。微波加热可以对这些微裂缝及时、快速修复。然而由于常规的沥青混合料微波吸收效率低,用等体积的钢渣取代骨料可以提高沥青混合料的微波吸收能力。对于微波加热诱导钢渣沥青混合料自愈合这一技术,室内实验或者宏观的均质模型都无法反映试样内部各组分对微波加热的影响,因此本文从细观尺度下对钢渣沥青混合料各组分在多物理场耦合情况下的特征进行了研究。首先针对钢渣沥青混合料复杂的细观结构,开发了三维球形骨料和多面体骨料随机生长和投放算法,根据给定的级配高效率的生成了高体积比的随机骨料模型。建立了电磁场、温度场和水分场耦合作用下的三相(钢渣、骨料和沥青砂浆)沥青混合料三维细观数值模型,对沥青混合料细观模型进行了微波加热分析。通过将数值模拟结果与文献中的实验结果比较,验证了数值模型的可靠性。该模型能够很好的表征沥青混合料内部各组分的传热过程、电磁场的演化和水分扩散特征。然后为了实现钢渣沥青混合料在微波加热下最佳的愈合效果,对钢渣的最佳粒径和最佳替代含量进行了研究。体积平均温度和温度分布均匀性的结果均表明,当4.75-9.5mm钢渣替代率和9.5-13.2 mm钢渣替代率都为60%时是最优的。钢渣能显著提高沥青混合料的升温速率,表现出更好的微波吸收性能。钢渣的介电常数、磁导率和粒径会影响试样的微波反射能力,沥青混合料的微波加热性能随着钢渣掺量的增加而提高,电阻损耗占总损耗的大部分。但添加过量的钢渣不仅会妨碍沥青混合料的自愈合还会降低微波吸收的效率。最后对微波加热下钢渣沥青混合料的水分扩散特征进行了研究。试样的水分浓度分布呈现出环状的浓度梯度分布并向外部递减,水分扩散通量峰值都分布在沥青砂浆和孔隙中。均质和细观模型的结果表明骨料和孔隙影响了试样在微波加热过程中水分浓度和扩散通量的分布和演化。沥青混合料的水分在受热之后会通过扩散进入到骨料和钢渣内部,抑制了水分向外扩散。温度加速了钢渣沥青混合料的水分扩散的速率,而孔隙则降低了试样的水分在加热过程中向外部扩散的速率。

关键词：沥青混合料细观数值模型微波加热多物理场耦合

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基于细观力学的超高性能混凝土力学性能及损伤机理研究

基于细观力学的超高性能混凝土力学性能及损伤机理研究

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作者：刘子丹长江大学

学位级别：硕士

本文从细观层面出发,将超高性能混凝土视为由水泥砂浆、钢纤维以及两者之间的界面过渡区构成的三相复合材料,基于PYTHON脚本程序,编写了针对不同类型钢纤维的碰撞检测算法,随后建立了超高性能混凝土细观数值模型。通过对超高性能混凝土... 详细信息

本文从细观层面出发,将超高性能混凝土视为由水泥砂浆、钢纤维以及两者之间的界面过渡区构成的三相复合材料,基于PYTHON脚本程序,编写了针对不同类型钢纤维的碰撞检测算法,随后建立了超高性能混凝土细观数值模型。通过对超高性能混凝土单轴压缩进行模拟,研究了钢纤维体积率、钢纤维长度和钢纤维类型对超高性能混凝土轴压性能和损伤破坏流程的影响,揭示了超高性能混凝土的损伤破坏机理。论文主要工作如下:(1)运用PYTHON脚本语言,简化了常规圆形截面钢纤维的碰撞检测算法,提高了钢纤维的投放效率,此外,通过二次优化进一步提出了端钩型钢纤维型钢纤维的碰撞检测算法。在采用包围盒算法和分离轴理论的条件下,提出了铣削型钢纤维的碰撞检测算法,并且该算法还适用于其他任意几何形状钢纤维的碰撞检测。随后在随机纤维模型的基础上,建立了不同钢纤维类型的细观数值模型。(2)进行了多种类型钢纤维的单丝拔出试验,根据试验结果计算得到了圆直型钢纤维(端钩型钢纤维)、镀铜微丝型钢纤维和铣削型钢纤维与超高性能混凝土之间的粘结强度,并通过试验的破坏形态、现象和拔出应力-归一化滑移曲线等结果,总结提出了适用于不同类型钢纤维的拔出模型;在试验研究的基础上,采用ABAQUS软件,建立了钢纤维拔出试验的细观数值模型,在通过内聚力-摩擦模型描述了钢纤维粘结滑移的条件下,进行了钢纤维拔出试验的数值模拟。结果表明,数值模拟与试验结果吻合良好,验证了本文粘结滑移参数的准确性。(3)在钢纤维与超高性能混凝土基体之间粘结滑移属性参数合理的基础上,对超高性能混凝土细观数值模型进行了单轴受压模拟,以钢纤维体积率、钢纤维长度和钢纤维类型为控制变量,探究了参数对超高性能混凝土轴压性能和损伤破坏过程的影响,并揭示了其在轴压荷载下的损伤破坏机理。

关键词：超高性能混凝土细观力学分析细观数值模型有限元分析内聚力模型

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圆钢管混凝土柱轴压破坏行为与尺寸效应理论研究

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中国科学：技术科学 2020年第2期50卷 209-220页

作者：金浏樊玲玲杜修力李秀荣北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室北京100124

当前混凝土材料层次的尺寸效应理论已较为完备,而对钢管混凝土构件层次的尺寸效应理论研究则远远不足.针对圆钢管混凝土柱,考虑混凝土细观非均质性及钢管-混凝土相互作用,建立了研究其轴压破坏行为的三维细观数值分析模型.在模拟结果与... 详细信息

当前混凝土材料层次的尺寸效应理论已较为完备,而对钢管混凝土构件层次的尺寸效应理论研究则远远不足.针对圆钢管混凝土柱,考虑混凝土细观非均质性及钢管-混凝土相互作用,建立了研究其轴压破坏行为的三维细观数值分析模型.在模拟结果与已有试验结果吻合良好的基础上,基于细观模拟方法研究了不同横向约束作用(以套箍系数来表征)及不同尺寸下钢管混凝土柱的轴压破坏机理与失效模式,揭示了钢管横向约束作用对混凝土柱名义轴压强度及其尺寸效应的影响规律.最后,结合钢管对混凝土柱轴压强度的影响机制——"强度增强效应"与"尺寸效应削弱效应",在材料层次尺寸效应律的基础上,建立了能反映横向约束作用的混凝土柱轴压强度的尺寸效应理论公式,并验证了理论公式的准确性和合理性.

关键词：圆钢管混凝土柱细观数值模型横向约束作用轴压强度尺寸效应

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