【摘 要】
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目前,因受实验方法、时间、经费、人力等因素的影响,难以通过实验的方法对多因素作用下混凝土耐久性的问题展开研究,而通过有限元软件进行数值模拟,可以较好对荷载和冻融等多环境因素进行耦合,在一定程度上弥补试验研究的缺点,减少试验误差。本文对弯载和冻融循环两种状态下混凝土内氯离扩散的实验数据进行重新拟合,从而得到数值模拟中所用到的所有参数公式。在数值模拟中,假设混凝土在初始时刻混凝土表面以及混凝土内部的氯
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目前,因受实验方法、时间、经费、人力等因素的影响,难以通过实验的方法对多因素作用下混凝土耐久性的问题展开研究,而通过有限元软件进行数值模拟,可以较好对荷载和冻融等多环境因素进行耦合,在一定程度上弥补试验研究的缺点,减少试验误差。本文对弯载和冻融循环两种状态下混凝土内氯离扩散的实验数据进行重新拟合,从而得到数值模拟中所用到的所有参数公式。在数值模拟中,假设混凝土在初始时刻混凝土表面以及混凝土内部的氯离子浓度为0,通过COMSOL软件的固体力学模块、桁架模块、稀物质浓度传递等模块,利用宏观模型分别模拟了混凝土在0～0.6倍弯曲荷载、0～300冻融循环下混凝土内氯离子的扩散过程,并以Fick第二定律为基础,建立了考虑荷载损伤、冻融损伤影响的混凝土内氯离子预测模型。之后以上述模型为基础,分别进行了弯载-冻融循环下混凝土内氯离子扩散的宏观数值模拟和细观数值模拟,对比了宏观模拟细观模拟的优劣性,并同样以Fick第二定律为基础,建立了两种模型下考虑弯载-冻融损伤影响的混凝土内氯离子预测模型。研究结果表明:（1）弯载对混凝土的氯离子扩散具有加速作用。0.5～0.6倍极限弯曲荷载对氯离子扩散的影响最大。（2）融循环对混凝土的氯离子扩散起到了加速的作用,冻融循环大于50次后,混凝土内的氯离子浓度增长率大幅度降低。（3）整体上来看,弯载-冻融增大了混凝土内氯离子的扩散速率,但当扩散时间较短时,0.2倍的弯曲荷载对氯离子的扩散起到了抑制作用。（4）细观模型下得到的模拟结果更趋近与实验结果,且随着扩散时间越长,模拟的结果越接近实际结果。
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