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高强混凝土温湿耦合应力计算与开裂风险分析

哈尔滨工业大学学报 2017年第12期49卷 170-175页

作者：尤伟杰王有志张雪徐刚年王世民山东大学土建与水利学院济南250000

为揭示高强混凝土早龄期构件温湿耦合影响下的应力变化规律与开裂风险,以混凝土棱柱体为例,建立了高强混凝土构件温湿耦合计算方法和早龄期约束收缩应力计算方法,通过编程实现了温湿度场的模拟.计算结果表明:建立的温湿度耦合作用模型... 详细信息

为揭示高强混凝土早龄期构件温湿耦合影响下的应力变化规律与开裂风险,以混凝土棱柱体为例,建立了高强混凝土构件温湿耦合计算方法和早龄期约束收缩应力计算方法,通过编程实现了温湿度场的模拟.计算结果表明:建立的温湿度耦合作用模型能够较好预测高强混凝土1 d到28 d龄期温湿度场的发展变化规律;在浇水养护条件下,温湿度耦合效应对高强混凝土温度场、湿度场和应力影响很小;停止养护后,约束应力和开裂风险快速增大.养护与环境温湿度对高强混凝土早龄期应力变化和开裂风险影响显著.

关键词：收缩徐变温湿耦合约束应力有限差分法开裂风险

温湿耦合作用下喷射混凝土孔隙结构与强度试验研究

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隧道建设（中英文） 2020年第12期40卷 1700-1708页

作者：宿辉尹文强王翀刘世伟王云飞河北工程大学水利水电学院河北邯郸056000 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京100024 陆地交通气象灾害防治技术国家工程实验室云南昆明650200 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

为分析隧洞围岩温度和洞室环境湿度对喷射混凝土细观孔隙结构特征及单轴抗压强度的影响,采用室内CT扫描和无侧限压缩试验的方法,测试不同围岩温度、湿度条件下喷射混凝土细观孔隙结构的分布特征和单轴抗压强度,建立基于细观结构参数的... 详细信息

为分析隧洞围岩温度和洞室环境湿度对喷射混凝土细观孔隙结构特征及单轴抗压强度的影响,采用室内CT扫描和无侧限压缩试验的方法,测试不同围岩温度、湿度条件下喷射混凝土细观孔隙结构的分布特征和单轴抗压强度,建立基于细观结构参数的喷射混凝土单轴抗压强度预测模型。研究结果表明:1)低湿环境(湿度25%)下,高岩温诱发喷射混凝土孔隙结构和力学性能劣化,温度越高劣化影响越显著,喷射混凝土单轴抗压强度可采用Schiller模型预测;2)高湿环境(湿度95%)下,60℃岩温是喷射混凝土力学性能和孔隙结构特征发生劣化转变的临界温度;3)引入相对湿度影响系数建立的高湿环境喷射混凝土抗压强度预测模型,其预测结果与试验结果较吻合。

关键词：隧洞温湿耦合喷射混凝土孔隙结构抗压强度预测模型

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混凝土温湿耦合效应研究综述

建筑结构学报 2009年第S2期30卷 315-318,332页

作者：唐世斌唐春安林皋大连理工大学土木工程学院辽宁大连116024

阐述了混凝土温湿耦合研究的目的及意义,总结了温湿耦合研究的理论和方法。限于目前的观测手段,直接观测温度传导和湿度运移较为困难,较精确的方法则是运用数值计算。湿度场的求解较温度场困难,其扩散方程具有高度的非线性特征,扩散系... 详细信息

阐述了混凝土温湿耦合研究的目的及意义,总结了温湿耦合研究的理论和方法。限于目前的观测手段,直接观测温度传导和湿度运移较为困难,较精确的方法则是运用数值计算。湿度场的求解较温度场困难,其扩散方程具有高度的非线性特征,扩散系数受到温度、湿度以及混凝土类型的影响。宏观尺度上的温湿变化都是由细观结构内的变化所引起的,因此,从细观角度着手研究混凝土的温湿耦合效应更有助于深入探讨其内在机理。此外,温湿耦合应力致使的混凝土裂缝对温度的传导不利,但能加强湿度的扩散。混凝土是典型的非均匀材料,但目前的数值计算方法中还很少涉及到混凝土的非均匀性对温湿耦合作用的影响,因此,开展损伤演化过程中非均匀材料的温湿耦合效应的研究更能有效地反应混凝土内部温度和湿度的变化规律。

关键词：温湿耦合湿度扩散细观结构损伤演化

极端气候下互层边坡的温湿耦合特性及稳定性分析

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长江科学院院报 2017年第8期34卷 72-78页

作者：马少坤童唯峰冯野刘莹江杰广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全重点实验室南宁530004 桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004

以南宁地区粉砂岩+泥岩+粉砂岩互层边坡为原型,采用温湿耦合理论对极端气候下互层边坡的温湿度场进行了分析,得到了不同气候组合条件下,互层边坡土体温湿耦合特性、温湿度场的变化规律以及稳定性的影响。结果表明:(1)短时间急剧的气候... 详细信息

以南宁地区粉砂岩+泥岩+粉砂岩互层边坡为原型,采用温湿耦合理论对极端气候下互层边坡的温湿度场进行了分析,得到了不同气候组合条件下,互层边坡土体温湿耦合特性、温湿度场的变化规律以及稳定性的影响。结果表明:(1)短时间急剧的气候变化对土体表层的温度场与湿度场的影响较大,而对比较深层的土体的影响有限,长时间的气候作用,比如干旱,对深层土体将产生较大的影响;(2)降雨对土体温度场的影响较小,在降雨过后的蒸发作用过程中,对于边坡的中部来说,处于下层的土体在一定深度内的含水量会有一定程度的升高,这种现象在长时间干旱发生的过程中会慢慢消散;(3)边坡的稳定系数在蒸发作用下会明显升高,短期的高温蒸发作用下,互层边坡的稳定性高于无互层的边坡,长时间的蒸发条件下则是无互层的边坡更加稳定。

关键词：互层边坡极端气候温湿耦合稳定性分析体积含水量

考虑蒸发效应的不同非饱和参数下边坡温湿耦合稳定性分析

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水力发电 2019年第3期45卷 38-44页

作者：花尉攀李凯峰马肖彤安阳职业技术学院建筑工程系河南安阳455000 北方民族大学土木工程学院宁夏银川750021

为研究不同非饱和参数对考虑蒸发效应的边坡的温度、湿度及其稳定性的影响,以广西南宁某边坡为研究对象,利用Geo-studio软件进行有限元计算,得到边坡内部不同监测点孔压、体积含水率、温度及边坡安全系数变化规律。结果表明,降雨过程中... 详细信息

为研究不同非饱和参数对考虑蒸发效应的边坡的温度、湿度及其稳定性的影响,以广西南宁某边坡为研究对象,利用Geo-studio软件进行有限元计算,得到边坡内部不同监测点孔压、体积含水率、温度及边坡安全系数变化规律。结果表明,降雨过程中孔压呈现不断增大的趋势;体积含水率在降雨过程中先急剧上升,后缓慢上升;边坡内部温度变化趋势与气候条件下的温度变化较为一致;安全系数随降雨呈现逐渐下降的趋势。

关键词：边坡稳定性蒸发效应温湿耦合非饱和参数

考虑收缩徐变与温湿耦合作用的混凝土路面板细观力学分析

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考虑收缩徐变与温湿耦合作用的混凝土路面板细观力学分析

作者：梁寒宇北京交通大学

学位级别：硕士

混凝土构件在使用过程中,温度和湿度的问题会永远伴随其左右,温度与湿度之间相互影响。当周围的环境发生变化时,混凝土构件不仅要承受外载的作用,还会受到温度应力的和湿度应力的共同作用带来的影响。若其所处环境的温度和湿度比混凝土... 详细信息

混凝土构件在使用过程中,温度和湿度的问题会永远伴随其左右,温度与湿度之间相互影响。当周围的环境发生变化时,混凝土构件不仅要承受外载的作用,还会受到温度应力的和湿度应力的共同作用带来的影响。若其所处环境的温度和湿度比混凝土内部低,混凝土中含有的热量和水分会向外界扩散,发生干缩效应;若混凝土的温度和湿度低于所在的环境,混凝土则会从外界环境吸收水分和热量,使得湿度和温度上升,导致混凝土发生膨胀。不论是干缩还是膨胀,都是混凝土内部产生了特征应变,从而会产生一定的应力。混凝土作为一种常见的复合材料,至今为止,与其温湿扩散特性相关的数值模型大多都是以材料在宏观层次的均匀性假设为基础建立起来的。现在,国际上大多数学者都开始从细观的角度来对混凝土材料的性能进行研究,并得到在温度、湿度等条件发生变化时混凝土内部状态的数值模型。虽然目前已得到一定的研究成果,但是用来分析混凝土温湿扩散特性的细观数值模型还很少,并且考虑的影响因素也不完全。本文以细观力学为基础,通过细观力学的均匀化方法,并考虑了混凝土内部各相不均匀性以及收缩徐变导致的应力松弛的影响,建立起一个混凝土温湿耦合的计算模型。通过该模型进行计算分析表明,混凝土内部的特征应变以及自收缩对混凝土的应变影响很大,混凝土的徐变特性可以改善混凝土内部应力的分布情况。

关键词：特征应变应力徐变温湿耦合

极端气候条件下互层边坡的温湿耦合特性及稳定性研究

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极端气候条件下互层边坡的温湿耦合特性及稳定性研究

作者：童唯峰广西大学

学位级别：硕士

滑坡是一种十分常见的自然灾害,随着全球气候变暖以及极端气候的频发,近年来滑坡的发生的频率也变的越来越高。不少学者都对滑坡现象做了比较深入的研究。在历史上,由于地层沉积年代的不同,在广西地区形成了分布广泛的互层地层。互层边... 详细信息

滑坡是一种十分常见的自然灾害,随着全球气候变暖以及极端气候的频发,近年来滑坡的发生的频率也变的越来越高。不少学者都对滑坡现象做了比较深入的研究。在历史上,由于地层沉积年代的不同,在广西地区形成了分布广泛的互层地层。互层边坡层间土体性质存在较大差异,使得互层边坡对于极端气候的敏感性以及强降雨条件下的稳定性与均质边坡不同。然而,目前岩土界对于互层边坡的研究成果还不够充分,因此对于互层边坡的研究具有十分重大的意义。本文研究取得以下主要成果。(1)统计了南宁市近三十年来极端气候发生的频率,将极端高温、干旱以及极端降雨作为南宁极端气候的主要研究对象,并对其进行了定义。(2)以南宁地区典型粉砂岩+泥岩+粉砂岩边坡为原型,采用温湿耦合理论对极端气候下互层边坡的温湿度场进行了分析。得到了不同气候组合条件下,互层边坡土体温湿耦合特性以及温湿度场的变化规律。发现短时间急剧的气候变化对土体表层的温度场与湿度场的影响较大,对比较深层的土体的影响有限。长时间的气候作用,比如干旱,对深层土体的产生较大的影响。不同的降雨强度对土体的温度场的影响较大。在降雨过后的蒸发作用过程中,对于边坡的中部来说,处于下层的土体在一定深度内的含水量会有一定程度的升高。这是因为上层土体在蒸发作用时还会伴随有向下的渗透作用。这种现象在长时间干旱发生的过程中会慢慢消散。(3)不同的气候组合下互层边坡的稳定系数不同,暴雨对边坡的稳定性影响最大,边坡的稳定系数在蒸发作用下会明显升高,短期的高温蒸发作用下,互层边坡的稳定性高于无互层的边坡;长时间的蒸发条件下则是无互层的边坡更加稳定。(4)进一步分析了极端降雨条件下不同影响因子对于互层边坡渗流及稳定性的影响。结果表明,降雨初期对边坡稳定性影响最大的是前峰雨型,后期不同雨型对边坡稳定性影响没有明显的差别。互层边坡中间弱渗透性的泥岩层在降雨过程中起到隔水层的作用,中间层的厚度越大,雨水透过中间层渗透到边坡内部的水分越少,对边坡内部的影响越小,对于表层的粉砂岩的浸泡及软化作用越明显,边坡的稳定系数越低。边坡表面裂缝的存在显著降低了边坡稳定系数,并且最危险滑动面的位置处于裂缝存在的土层以内。裂缝的间距越小,在降雨初期稳定系数越小;到降雨的后期,稳定系数变化不大。降雨入渗对泥岩+粉砂岩+泥岩边坡土体孔压的影响范围较小,边坡稳定系数随降雨时间的延长及中间层粉砂岩厚度的增加而降低,但降低的幅度较粉砂岩+泥岩+粉砂岩互层要小得多。(5)探讨分析了极端降雨条件下格构梁一锚杆护坡措施对互层边坡的稳定性影响,结果显示该结构对限制边坡的位移以及提高稳定系数方面效果明显。

关键词：互层边坡极端气候温湿耦合滑坡稳定性分析

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考虑温湿耦合的混凝土导热性测试研究

水力发电 2021年第3期47卷 131-136页

作者：管锦坤童富果刘刚刘畅宋涛三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002

混凝土导热系数是大坝温控仿真计算中的重要参数,其数值大小不仅受混凝土各项组成成分影响,还与温度和湿度密切的相关。为了较为准确量化温度及湿度对导热系数的影响,基于傅里叶热传导定律,首先提出了一种能够同时考虑温度及湿度影响的... 详细信息

混凝土导热系数是大坝温控仿真计算中的重要参数,其数值大小不仅受混凝土各项组成成分影响,还与温度和湿度密切的相关。为了较为准确量化温度及湿度对导热系数的影响,基于傅里叶热传导定律,首先提出了一种能够同时考虑温度及湿度影响的混凝土导热系数测试方法,然后构建了相应的测试系统,最后对不同温度和湿度条件下的混凝土导热性进行了测试研究。通过获取外界温度剧烈变化条件下混凝土内部的热响应数据,采用最小二乘有限元方法反算得到导热系数,结果表明,该测试方法能够同时考虑温度及湿度作用对混凝土导热性的影响。混凝土导热系数随着温度的升高而呈现先减小后增加的非线性变化趋势,在0℃左右取得最小值;混凝土的导热系数随着湿度的增加而单调增大,湿度较低时,增长的速率较大,混凝土湿度较高时,增长的速率较小。

关键词：混凝土导热性温湿耦合最小二乘有限元导热性测试

不同类型降雨边坡温湿耦合及稳定性数值模拟研究

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江西水利科技 2018年第5期44卷 338-344,372页

作者：徐翔江西省水利规划设计研究院江西南昌330029

为研究不同类型降雨条件下(平均型降雨,前锋型降雨,中锋型降雨以及后锋型降雨)广西南宁某地边坡温湿耦合特性以及边坡稳定性进行规律。利用加拿大著名岩土软件Geo-slope2012软件进行了有限元计算,计算结果表明:降雨条件下边坡表层孔压... 详细信息

为研究不同类型降雨条件下(平均型降雨,前锋型降雨,中锋型降雨以及后锋型降雨)广西南宁某地边坡温湿耦合特性以及边坡稳定性进行规律。利用加拿大著名岩土软件Geo-slope2012软件进行了有限元计算,计算结果表明:降雨条件下边坡表层孔压及体积含水量首先达到最大,然后逐渐向边坡深部发展,在降雨结束后,边坡表层的孔压及体积含水量迅速减小;在降雨过程中,边坡土体表层的孔压及体积含水量大小顺序为:后锋型降雨≥中锋型降雨≥平均型降雨≥前锋型降雨,深层的孔压及体积含水量大小顺序为:后锋型降雨≤平均型降雨≤中锋型降雨≤前锋型降雨;在降雨结束后,坡土体内部的孔压及体积含水量大小顺序为:后锋型降雨≥平均型降雨≥中锋型降雨≥前锋型降雨;边坡内部总的温度场与气候变化较为一致,呈现先增大后减小的规律;边坡内部的温度变化幅度要小于边坡表层,同时,下部监测面的温度变幅要小于上部监测面与中部监测面;安全系数总体上随时间呈现在降雨过程中逐渐减小,在降雨结束后保持不变的规律;不同降雨类型在降雨前期的安全系数大小排序为:后锋型≥平均型≈中锋型≥前锋型,最终安全系数趋于一个定值.

关键词：不同降雨类型温湿耦合边坡稳定数值模拟 Geo-slope