混凝土界面面积分数和渗流阈值及其应用(I)——计算机模拟

应用计算机模拟研究了混凝土界面面积分数和渗流阈值.为了消除边界对骨料分布的影响,引入了周期性边界条件,提出了混凝土细观结构的静态模拟方法.结合MonteCarlo数值积分,获得了混凝土界面面积分数,并由合理的模拟精度确定了合适的样点数和模拟次数.根据计算结果,讨论了混凝土界面之间的重叠效应以及骨料级配、最大骨料直径和界面厚度对混凝土界面面积分数的影响.基于模拟所得的混凝土细观结构,提出了混凝土界面渗流阈值计算的数值方法,并通过与理论解进行比较,证实了该方法的有效性.同时,就最大骨料直径、骨料级配和界面厚度对混凝土界面渗流阈值的影响进行了详细的讨论.

考虑骨料形状效应时混凝土界面面积率的计算

提出了考虑骨料形状效应时混凝土界面面积率的数值算法。通过引入辅助椭圆,构造出八边形骨料。根据模拟所得的骨料分布,应用蒙特卡洛数值方法计算界面面积率。通过数值算法的有效性得到圆形骨料混凝土界面面积率解析解的证实后,定量评价了影响界面面积率的关键因素,发现界面面积率随着界面厚度的增大而增大,但随着最大骨料直径和骨料形状系数的增大而减小,也发现骨料级配对界面面积率有重要影响。

混凝土氯离子扩散系数预测的三相复合圆—格构模拟方法

提出了混凝土氯离子扩散系数预测的三相复合圆—格构模拟方法.基于骨料分布的体视学分析,给出了界面面积百分数的解析算法.应用能量等效原理,导出了梁单元和连续体氯离子扩散系数之间的解析关系式.将混凝土模拟成三相复合圆,应用格构模拟方法确定每一个梁单元的刚度矩阵,并计算混凝土氯离子扩散系数.在数值方法的有效性得到试验结果的证实后,定量评价了最大骨料直径、界面氯离子扩散系数、骨料级配和界面厚度对混凝土氯离子扩散系数的影响.