基于随机多边形骨料再生混凝土抗氯离子侵蚀研究

基于氯离子扩散模型和骨料级配理论,采用PYTHON语言和COMSOL软件构建再生混凝土随机多边形骨料细观计算模型,并结合已有试验结果验证模型有效性,开展新老砂浆扩散系数、老砂浆厚度及再生骨料取代率等不同工况下再生混凝土抗氯离子侵蚀计算分析,研究氯离子在再生混凝土内部的扩散规律及各细观组分等关键因素对再生混凝土抗氯离子侵蚀的影响规律。结果表明,模拟结果与试验结果吻合较好,该方法能较好地模拟氯离子在再生混凝土内部的扩散过程;再生混凝土氯离子扩散浓度与深度的关系曲线呈现不连续性特征;随着新老砂浆扩散系数的增加,混凝土内氯离子浓度逐渐增大;再生混凝土抗氯离子侵蚀能力随老砂浆厚度、再生骨料取代率的增加而降低。

含砖再生混凝土细观损伤机理数值模拟研究

为研究再生砖混凝土力学性能和损伤破坏机理,将再生骨料形态视为随机凹凸多边形,将再生砖混凝土视为废砖骨料、废弃混凝土骨料、新旧砂浆、废砖—新砂浆、骨料—旧砂浆、新-旧砂浆等七相非均质复合材料,基于PYTHON的ABAQUS开发程序建立了不同骨料投放率、不同砖量的再生混凝土数值模型,对粗骨料投放率为45%的含砖再生混凝土进行了细观力学性能计算分析,并研究了含砖再生混凝土在荷载作用下的损伤破坏模式。结果表明,该算法建模高效,能够建立不同骨料投放率、不同砖量的含砖再生混凝土细观模型,能满足一定工程需求;再生砖混凝土的峰值应力和弹性模量随砖量的增加而逐渐降低,而峰值应变随砖量的增加而增大;不同砖量的混凝土损伤破坏形态基本一致。

设备激励下山西河津电厂结构振动测试研究

利用测振仪对设备激励下大型电厂钢桁架-管柱混合结构体系的扭转振动、竖向振动和水平振动进行了现场试验,采用DASP程序对试验数据进行了时域分析和自谱分析,并结合有限元模拟结果,系统研究了结构的振动响应、横向位移、纵向位移、竖向位移、变形、转角、振型及频率等关键性能指标。结果表明:结构各特征位置处的测点振动响应曲线不同,同一测点南北与东西向的位移峰值不同步出现,说明结构南北与东西向的振动性能不同;角部的振动位移比中间大,结构出现自身变形和扭转;结构低阶振型接近,存在耦合,说明该结构不适合用底部剪力法计算地震作用;上部结构的相对变形小于其下部结构,顶部A形架的振动出现回缩,说明结构的质量和刚度在A形架处有突变。计算结果与试验结果吻合较好,模态分析结果能为结构动力响应研究提供理论依据。

随机球形骨料再生混凝土氯离子扩散研究

基于Monte-Carlo原理及Fuller级配理论,依据PYTHON算法及COMSOL软件建立由天然骨料、老界面区、老砂浆、新界面区及新砂浆组成的再生混凝土三维球形细观模型,模拟计算了不同骨料体积分数、老砂浆扩散系数及老砂浆厚度的再生混凝土内氯离子扩散过程,对比研究了再生混凝土抗氯离子侵蚀影响规律。研究表明:以随机理论建立的再生混凝土三维球形随机骨料模型接近真实再生混凝土细观结构,满足一般工程需要;基于该模型的氯离子细观数值模拟结果同试验结果吻合;再生骨料体积分数从10%增至30%、50%时,再生混凝土表观扩散系数分别增加了6.56%和19.43%;老砂浆扩散系数增加4倍,表观氯离子扩散系数增加19.28%;老砂浆厚度增加2倍,表观氯离子扩散系数增加8.1%,增加老砂浆的厚度和扩散系数会弱化再生混凝土抗氯离子侵蚀的能力。

基于ABAQUS的再生混凝土塑性损伤性能

为了探究再生混凝土塑性损伤性能,结合Sidoroff能量等价原理,研究了CDP模型的塑性损伤因子、非弹性应变、开裂应变等关键参数,构建了基于随机多边形骨料、老砂浆、新砂浆、骨料-老砂浆界面、老-新砂浆界面、骨料-新砂浆界面的再生混凝土细观结构模型,研究了轴向压位移和拉位移作用下再生混凝土的损伤开展过程、各向应力水平、破坏形态、损伤值等关键力学性能,并将结果与试验结果进行了对比分析。研究表明:基于能量等价原理的损伤因子适用于ABAQUS建模,该方法简洁、收敛性好。再生混凝土受压损伤破坏云图呈“V”形,受拉损伤破坏云图呈“一”形,其受拉损伤和受压损伤均已达到0.956,模拟计算结果与试验结果吻合较好,表明基于随机多边形骨料的再生混凝土细观模型真实,计算方法合理。