基于介观传输格构网络的混凝土冻融热湿耦合模型

作     者：张力 沈雷 张继勋 董义佳 徐磊 NIZAR FAISAL ALKAYEM 

作者机构：河海大学水利水电学院 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of the Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52109159,52250410359) 江苏省科协青年科技人才托举工程(TJ-2023-043) 

主　　题：传输格构网络 冻融循环 含冰量 孔隙压力 冻胀应变 

摘      要：寒区水工混凝土结构经历冻融循环而产生性能劣化，但冻融损伤的力学主导机理并不明晰。采用考虑混凝土介观材料非均质性的传输格构网络空间离散化方法，引入与温度相关的孔隙特性表征系数，提出混凝土冻融循环热湿耦合模型，实现均匀与非均匀温变条件下冻融过程中冰含量滞回现象模拟分析。在利用均匀温变冰含量试验与变形量试验验证了所提模型后，针对非均匀温变冻融循环作用，分析了温度、冰含量、相对湿度、孔隙压力、冻胀应变随冻融次数和冷端距离的变化规律。在水分结冰–融化的过程中，孔隙内冰水混合物对固体骨架的力学作用呈现两个阶段。其一以流体压力为主，采用广义有效应力原理计算孔隙压力荷载。其二以固体应力为主，采用多孔介质弹性力学理论计算冻胀变形，作为非应力引起的应变作用于固体整体变形中。