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混凝土结构耐久性元胞机有限元数值研究

混凝土结构耐久性元胞机有限元数值研究

作者：袁素叶华东交通大学

学位级别：硕士

混凝土无论是在住宅、路桥还是在隧道及城市机场等方面都有着十分广泛的应用,是重要的结构材料,其耐久性与使用寿命的研究也成为国内外学术界关注的重大科技问题。大量工程实践表明,造成钢筋混凝土结构耐久性降低的主要因素之一是钢筋... 详细信息

混凝土无论是在住宅、路桥还是在隧道及城市机场等方面都有着十分广泛的应用,是重要的结构材料,其耐久性与使用寿命的研究也成为国内外学术界关注的重大科技问题。大量工程实践表明,造成钢筋混凝土结构耐久性降低的主要因素之一是钢筋锈蚀。在氯离子腐蚀环境下,氯离子侵入混凝土会引起钢筋发生锈蚀,钢筋锈蚀后会造成保护层开裂,进而导致钢筋混凝土结构性能退化。因此,研究氯离子对钢筋混凝土结构耐久性的影响具有重要的学术价值和现实意义。本文给出了元胞自动机模型(Cellular Automata model,简称CA模型)模拟混凝土内氯离子扩散机理及钢筋初锈时间预测,并采用梁单元和截面内单元纤维模型对腐蚀损伤后的钢筋混凝土结构性能进行研究。研究内容如下:1、根据元胞自动机原理,选用一维和二维Von Neumann型元胞邻居进行模拟。基于这个思想,完美演绎出了氯离子扩散方程,即Fick第二定律(FSL),从理论上佐证了元胞自动机模型的正确性。为进一步验证元胞自动机模型的可行性和有效性,将该模型模拟值与除冰盐、盐湖或海洋等氯离子环境下混凝土内氯离子浓度实测值进行对比,结果发现,CA模拟值与实测值基本吻合,取得了满意的验证效果。2、利用元胞自动机原理建立了模拟钢筋混凝土内氯离子扩散的CA模型,该模型考虑了时间效应、水灰比和温度影响。基于所建立的CA模型,通过编写Matlab程序,分析了钢筋混凝土板、钢筋混凝土方形和圆形柱中一维和二维氯离子扩散行为,并预测了钢筋初始锈蚀时间。通过将研究结果与现有解析解和数值解比较,进一步验证了模型的正确性及有效性,而且较其它数值方法精度高。3、基于元胞自动机原理建立了多重因素耦合的混凝土内氯离子扩散模型,该模型考虑了水灰比、温度、相对湿度、时间效应、氯离子结合能力及结构微缺陷等因素的影响。多重因素耦合的CA模拟值与长期暴露在氯离子腐蚀环境下的实测值比较表明,考虑影响因素越多,CA模拟值与实测值的吻合程度越高。此外,进一步探讨了不同因素影响下钢筋初锈时间的预测。4、采用梁单元和截面内单元纤维模型对腐蚀损伤后的钢筋混凝土结构性能进行分析。首先,将梁单元和截面内单元纤维模型计算出的未腐蚀损伤的钢筋混凝土矩形和T形截面简支梁的结构内力与理论方法的计算结果进行对比,验证了梁单元和截面内单元纤维模型的正确性。接着,引入随时间变化的混凝土损伤因子和钢筋损伤因子对截面刚度矩阵进行修正,应用上述思想分析了腐蚀环境下的钢筋混凝土T形截面连续梁的结构性能,研究发现支座处的弯矩随时间的延续而减小,跨中弯矩随时间的增加而增大。最后,将腐蚀损伤后的结构内力与结构抗力进行比较,从而完成对钢筋混凝土结构的寿命评估。

关键词：元胞自动机钢筋混凝土氯离子扩散多重因素钢筋初锈时间梁单元和截面内单元纤维模型结构内力结构抗力

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混凝土内氯离子传输过程的元胞自动机模拟

兰州理工大学学报 2017年第3期43卷 140-145页

作者：陈梦成袁素叶华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

提出一种模拟混凝土内氯离子传输的新方法,即元胞自动机模型(cellular automata model,简称CA模型).根据元胞自动机原理,将混凝土块及其周边环境看成是一个由大量均匀元胞构成的元胞空间,共分3个区域,即混凝土块内元胞、混凝土边界元胞... 详细信息

提出一种模拟混凝土内氯离子传输的新方法,即元胞自动机模型(cellular automata model,简称CA模型).根据元胞自动机原理,将混凝土块及其周边环境看成是一个由大量均匀元胞构成的元胞空间,共分3个区域,即混凝土块内元胞、混凝土边界元胞和混凝土块外元胞.选用一维和二维von Neumann型元胞邻居进行模拟.首先,完美演绎出氯离子传输方程,即Fick第二定律(FSL),从理论上佐证元胞自动机模型的正确性;其次,用该模型模拟结果与在除冰盐、盐湖或海洋等氯离子环境下混凝土中的氯离子浓度实测值进行比较.结果表明,模拟结果与实测值基本相符,从而验证了本文元胞自动机模型的可行性和有效性.

关键词：混凝土结构氯离子传输元胞自动机模拟

多重因素下混凝土氯离子扩散CA模型及寿命预测

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铁道建筑 2016年第9期56卷 134-138页

作者：陈梦成袁素叶华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

基于元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)原理建立了混凝土中氯离子扩散的多因素耦合CA模型,该模型考虑了时间效应、水灰比、温度、相对湿度、氯离子结合效应、结构微缺陷等多重因素的影响。将多因素耦合的CA模型模拟结果与长期暴露... 详细信息

基于元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)原理建立了混凝土中氯离子扩散的多因素耦合CA模型,该模型考虑了时间效应、水灰比、温度、相对湿度、氯离子结合效应、结构微缺陷等多重因素的影响。将多因素耦合的CA模型模拟结果与长期暴露在复杂氯盐环境中的实测值进行对比,氯离子浓度的CA模拟值和实测值吻合良好,且考虑因素越多模拟效果越好,说明利用CA方法描述混凝土中氯离子扩散行为是准确、可靠的。此外研究了各种因素影响下的混凝土耐久性寿命预测。

关键词：混凝土元胞自动机氯离子扩散多因素耦合寿命预测

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混凝土结构几何与尺寸效应CA模型研究

混凝土结构几何与尺寸效应CA模型研究

第26届全国结构工程学术会议

作者：袁素叶陈梦成华东交通大学土木建筑学院

本文采用元胞自动机（Celluar Automata,简称CA）方法建立一维和二维扩散模型。首先将CA模型数值计算结果与解析解进行对比,发现二者基本吻合,即验证了该模型的可行性;其次分析了不同截面尺寸对混凝土中氯离子扩散规律的影响,结果表明,... 详细信息

本文采用元胞自动机（Celluar Automata,简称CA）方法建立一维和二维扩散模型。首先将CA模型数值计算结果与解析解进行对比,发现二者基本吻合,即验证了该模型的可行性;其次分析了不同截面尺寸对混凝土中氯离子扩散规律的影响,结果表明,距离混凝土表面相同深度处的氯离子浓度,尺寸效应大的截面内氯离子浓度值反而小;最后研究了不同暴露条件及混凝土掺和料对具有不同几何形状的混凝土内氯离子浓度及使用寿命的影响,分析发现外界环境及混凝土组成材料对混凝土耐久性的影响程度与混凝土截面几何形状有关。

关键词：混凝土氯离子扩散元胞自动机尺寸效应几何形状

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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化学反应方向和反应条件的学科理解

化学教育(中英文) 2025年第01期 90-96页

作者：叶礼华张军重庆市巴蜀中学校西南大学教师教育学院

人教版（2019）化学教材关于化学反应方向有化学热力学角度和热力学第二定律角度的2种表述，文章对2种表述进行了学科理解，分析了学生学习的易混淆点，提出了教材编写建议。从热力学角度分析了可逆反应正、逆反应方向都可以自发的原因... 详细信息

人教版（2019）化学教材关于化学反应方向有化学热力学角度和热力学第二定律角度的2种表述，文章对2种表述进行了学科理解，分析了学生学习的易混淆点，提出了教材编写建议。从热力学角度分析了可逆反应正、逆反应方向都可以自发的原因。从热力学角度、动力学角度对化学反应条件进行了学科理解，提出了化学反应条件有热力学条件、动力学条件和反应调控的条件。通过Fe与O2反应、Na与O2反应、1,3-丁二烯的加成反应等例子分析了反应条件与反应产物的关系以及如何调控反应条件影响反应产物。提出了化学反应方向和反应条件的教学建议以及教师学科理解的建议。

关键词：自发性反应方向反应条件反应调控学科理解

三维斑点追踪成像技术联合左室压力-应变环对冠心病早期患者左心室收缩功能减退的评估价值

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实用医学杂志 2025年第1期 108-113页

作者：叶白冰李秀娟陈赛君宁波大学医学部宁波市第二医院超声科

目的分析三维斑点追踪成像技术联合左室压力-应变环对冠心病早期患者左心室收缩功能减退的评估价值。方法选取2022年2月到2024年2月医院收治的97例冠心病早期患者为研究对象，依照左心室收缩功能减退情况分为无左心室收缩功能减退（L... 详细信息

目的分析三维斑点追踪成像技术联合左室压力-应变环对冠心病早期患者左心室收缩功能减退的评估价值。方法选取2022年2月到2024年2月医院收治的97例冠心病早期患者为研究对象，依照左心室收缩功能减退情况分为无左心室收缩功能减退（LVEF值≥50%），左心室收缩功能减退（LVEF值 0.05），具有可比性；与无左心室收缩功能减退组相比，左心室收缩功能减退组年龄较大，Killip分级Ⅲ-Ⅳ级、多支冠状动脉病变占比较高（P <0.05）。与左心室无收缩功能减退组相比，左心室收缩功能减退组GWE、GCW、GWI绝对值水平较低，GWW绝对值水平较高（P <0.05）。与无左心室收缩功能减退组相比，左心室收缩功能减退组面积、圆周、径向、纵向应变水平较低（P <0.05）。GWE、GCW、GWI、面积、圆周、径向、纵向应变水平与左心室收缩功能减退发生率呈负相关，GWW与左心室收缩功能减退发生率呈正相关（P<0.05）。ROC分析结果显示，左室压力-应变环、三维斑点追踪成像技术预测冠心病早期患者左心室收缩功能减退的敏感度、准确度低于联合检测（P <0.05）。结论左心室收缩功能减退的冠心病早期患者面积、圆周、径向、纵向应变、GWE、GCW、GWI绝对值水平较低，GWW绝对值水平较高，而上述指标均与左心室收缩功能减退发生率相关，三维斑点追踪成像技术联合左室压力-应变环预测冠心病早期患者左心室收缩功能减退的价值较高。

关键词：三维斑点追踪成像技术左室压力-应变环冠心病早期左心室收缩功能减退

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巧构双直角,妙求线段长——例析一道以圆为背景的线段长问题

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数理天地（初中版） 2025年第1期 32-33页

作者：石春叶江苏省常熟市东张中学 215500

以圆为背景的线段长问题是初中数学的重难点问题之一,看似难点在于圆,实则是考查如何利用题中的边角关系转化为三角形的边角关系.因此,解答此类问题就需要把握问题的本质,才能够以不变应万变.本文探究一道典型例题的巧妙解法,以求打开... 详细信息

以圆为背景的线段长问题是初中数学的重难点问题之一,看似难点在于圆,实则是考查如何利用题中的边角关系转化为三角形的边角关系.因此,解答此类问题就需要把握问题的本质,才能够以不变应万变.本文探究一道典型例题的巧妙解法,以求打开学生求解此类问题的思路.

关键词：圆初中数学解题技巧

非厄米PT对称多通道光波导体系的调控及动力学

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原子与分子物理学报 2025年第1期42卷 108-117页

作者：孙武叶伏秋张光成吉首大学物理与机电工程学院吉首416000

宇称-时间(PARITY-TIME PT)对称光学波导系统中有关PT对称性的调控主要通过周期性变化的复折射率材料来实现.本文中我们给出了一种对于已耦合的双通道波导体系中额外引入周期调制的中性波导操纵PT对称性的构型,通过高频近似将系统转换... 详细信息

宇称-时间(PARITY-TIME PT)对称光学波导系统中有关PT对称性的调控主要通过周期性变化的复折射率材料来实现.本文中我们给出了一种对于已耦合的双通道波导体系中额外引入周期调制的中性波导操纵PT对称性的构型,通过高频近似将系统转换为重整化参数后的等效未调制系统后,发现可以通过额外引入单频周期调制的光波导去调控体系的PT对称性,并且讨论了周期调制的非厄米三通道波导体系的能谱特性.最后通过解析和数值的方法给出了光在非厄米三通道光学波导中的动力学演化.

关键词： PT对称非厄米三通道波导

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投影向量在空间距离问题中的应用

数理天地（高中版） 2025年第1期 10-11页

作者：叶其军广东省佛山市顺德区容山中学 528300

“转化与化归思想”是解决立体几何问题的重要思想.空间距离问题是培养学生直观想象、逻辑推理和数学运算等核心素养的良好载体.

关键词：投影向量转化与化归高中数学