【摘 要】
:
广泛使用的钢筋混凝土结构普遍存在耐久性损伤问题,而钢筋混凝土锈胀开裂为主要影响因素。因此,研究混凝土在钢筋锈蚀产物膨胀作用下的开裂过程具有重要意义。固体损伤破坏分析方法中,统一相场理论通过引入连续的相场变量d及其梯度(?)d,将裂缝弥散到具有一定宽度的损伤带中,确保了裂缝处应变场的连续性。基于强度、能量、变分原理的不同准则,统一相场理论能够实现结构裂缝起裂、扩展及裂缝发展路径的自动选择,构建了合理
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目(编号:52125801,51878294);
论文部分内容阅读
广泛使用的钢筋混凝土结构普遍存在耐久性损伤问题,而钢筋混凝土锈胀开裂为主要影响因素。因此,研究混凝土在钢筋锈蚀产物膨胀作用下的开裂过程具有重要意义。固体损伤破坏分析方法中,统一相场理论通过引入连续的相场变量d及其梯度(?)d,将裂缝弥散到具有一定宽度的损伤带中,确保了裂缝处应变场的连续性。基于强度、能量、变分原理的不同准则,统一相场理论能够实现结构裂缝起裂、扩展及裂缝发展路径的自动选择,构建了合理且完备的损伤破坏分析理论框架,解决了数值模拟中的应力闭锁、网格敏感性及相场尺度参数敏感性等关键难点和问题。该理论框架下的相场内聚裂缝模型(PF-CZM)仅需少量标准材料参数,即可准确模拟混凝土的起裂、扩展、分叉与汇聚等复杂损伤破坏行为。基于统一相场理论,给出了相场内聚裂缝模型的理论背景、数值算法、COMSOL Multiphysics平台实现方法及验证算例。采用相场内聚裂缝模型模拟了等效锈胀位移作用下的混凝土开裂破坏,并讨论了不同锈胀位移模式下的结构裂缝开展方式与力学响应,验证了该模型在钢筋混凝土锈胀开裂问题的适用性。在相场内聚裂缝模型的基础上,考虑了腐蚀环境下氯离子和氧气的扩散行为,建立了化-力耦合相场内聚裂缝模型。进一步地,基于多场有限元时空间离散,发展了交错求解的多场有限元数值算法,并在COMSOL Multiphysics平台成功地实现了多场背景下的钢筋混凝土锈胀开裂模拟。结论表明,在均匀锈蚀位移作用下,钢筋混凝土结构将呈现角部剥落、分层剥落、楔形剥落等破坏模式;在非均匀锈蚀位移作用下,几何参数(相对保护层厚度、钢筋直径)的改变对结构开裂破坏的影响需要细分具体开裂模式进行讨论。同时,所发展的化-力耦合相场内聚裂缝模型能够合理考虑力场、裂缝相场、腐蚀场等多物理场的复杂相互作用,可用于预测钢筋混凝土结构裂缝开展的时间,为结构的耐久性设计及服役寿命评估提供了有效工具。参数化分析结果表明,混凝土扩散系数的提高和混凝土断裂能的降低均会导致结构起裂及完全开裂的时间提前。
其他文献
本研究以太原古交市屯兰煤矿区复垦9年的土壤为研究对象,在田间一次性施用不同改良剂(泥炭、腐殖酸和蛭石)的随机微区试验的基础上设置裂区试验,研究一次性和继续施用改良剂及改良剂施用量对矿区复垦土壤容重、颗粒组成、机械稳定性和水稳性团聚体分布及稳定性、土壤和团聚体中有机碳含量、有机碳组分及有机官能团的影响,揭示了一次性和继续施用改良剂后复垦土壤结构的演变特征,探究了复垦土壤团聚体形成和稳定机制,以期为矿
试验研究了化肥减量配施有机肥对晋东南采煤塌陷区复垦土壤、作物和微生物的影响,旨在为改良和加速复垦土壤熟化提供理论依据。本试验采用牛粪作为供试有机肥,设置5个有机肥替代比例(0%、30%、50%、70%、100%),分别是单施化肥(W)、70%化肥+30%有机肥(70W+30M)、50%化肥+50%有机肥(50W+50M)、30%化肥+70%有机肥(30W+70M)、单施有机肥(M)。通过油菜盆栽试
黄河流域在中国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位,由于人类活动的加剧,导致黄河流域复杂,脆弱的生态环境更加恶劣。山西沿黄丘陵沟壑区是黄河流域的生态脆弱区,生境质量状况严重影响黄河流域的高质量发展。评价和分析该区域生境质量的自然-人为因素,对针对性的改善黄河流域生境质量、构建生态安全格局和可持续发展起到重大作用。本文选择沿黄丘陵沟壑区柳林县为研究区,分析区域土地利用变化规律,通过InVES
柳枝稷(Panicum virgatum L.)是一种优质高产耐盐耐瘠薄的牧草,对盐碱环境有较强适应能力,种植柳枝稷是当前盐碱地生物改良的一条有效途径。风化煤腐植酸作为一种生物刺激素,可显著提升植物抗逆性、增加作物产量和提高肥料利用率。为此本论文自不同来源风化煤中提取制备腐植酸,基于其生物活性差异筛选高效风化煤腐植酸;以不同耐盐程度的柳枝稷品种为材料,采用生理代谢和分子技术相结合的方法研究风化煤腐
大单元教学是现阶段小学道德与法治教学中的热门话题,如何基于大单元教学实施小学道德与法治教学工作,是现阶段小学道德与法治教师亟待解决的课题。文章以小学道德与法治教学为研究对象,分析了大单元教学的内涵,接着分析了大单元教学的价值、实施策略,希望为相关人员提供一些参考。
在结构构件中同时采用再生块体、再生粗骨料和花岗岩风化残积土再生砂(以下简称再生砂),可显著提高建筑固废的循环利用率,但由此对混凝土收缩性能的影响尚属未知。为此,本文对掺有再生砂的再生块体/骨料混凝土的收缩性能进行了试验研究与分析。主要工作及成果如下:1.开展了48个200×200×600 mm棱柱体的自生收缩试验,考察了再生砂取代率、再生粗骨料、再生块体、内掺MgO膨胀剂对再生块体/骨料混凝土自生
随着新课程标准的实施,初中道德与法治课堂教学方式迎来了新的变化。由于传统以“课”为单位的教学模式在学科核心素养培养上存在着一定的局限性,而以单元整体视角开展教学活动的大单元教学模式逐渐受到教师的喜爱。文章以实际教学为案例,从大单元教学的价值出发,探讨初中道德与法治课堂实施大单元教学的方式,并提出多种教学策略,以期优化教师道德与法治课堂的组织方式,从而提升课堂教学的有效性。
小学语文课程改革在不断推进,小学语文新教材也随之发生了很多变化,以往的教学模式已经难以满足当前学生的学习需求。大单元整合教学将“教、学、用”紧密联系起来,对小学语文教学有着积极的促进作用。教师在教学中运用大单元综合教学法建构小学语文课堂,能够突破教学困境,凸显教材的优势,构建课内外教学资源的联结。基于此,文章以大单元整合教学的内涵、意义与价值为切入点,并以具体的教学案例为依据,对在小学语文教学中实
镉(Cd)是对生物体危害性较强的重金属元素之一,如何缓解Cd对作物的伤害及减少其在作物中的累积是近年大家关注的热点之一。硒(Se)和生物质炭在一定程度上均能有效缓解Cd毒性,但二者配施缓解Cd毒性的研究鲜见报道。本研究以园艺作物白萝卜为研究对象,通过盆栽试验研究不同浓度Se(0.5和1 mg/kg)、不同施用量生物炭(碳土质量百分比1%和5%)和硒炭复合处理对不同浓度Cd(5和30 mg/kg)胁
为了提高甜荞、苦荞籽粒产量和品质,通过田间试验,采用随机区组设计,利用植保无人机喷施不同浓度的硒叶面肥(0、5、10、15、20 mg·L-1),研究了硒叶面肥对两种荞麦株高、地上部茎叶、根、叶绿素含量、光合参数、籽粒产量和品质的影响,结果表明:(1)在硒肥浓度为15 mg·L-1时,甜荞和苦荞的株高、地上部茎叶、根的生长均表现促进作用,与对照相比,甜荞与苦荞的籽粒产量增幅最大,分别增加了82.8