开裂混凝土中氯离子等效扩散系数计算方法

氯离子侵蚀对钢筋混凝土结构有严重的劣化作用,混凝土中的裂缝为氯离子的快速扩散提供了通道,进而加快了结构力学性能的失效速度。现有研究多集中于单一裂缝特征因素对氯离子扩散系数的影响,根据试验结果给出的拟合公式具有局限性。结合机器视觉技术提取和量化多个裂缝特征因素,构建考虑裂缝密度、裂缝内界面粗糙度和裂缝取向度叠加影响的代表性单元体积(REV)模型,并计算其等效扩散系数,将已有研究的试验结果与基于REV模型的计算结果进行对比。结果表明:不同盐冻条件下的平均相对误差为1.6%,完成28次盐冻后不同初始裂缝条件下的平均相对误差为2.9%,计算结果与试验结果较为吻合,表明提出的开裂混凝土中氯离子等效扩散系数具有较好的可靠性。

石灰石煅烧过程等效扩散系数的测量

对大颗粒石灰石煅烧过程中的测量等效扩散系数公式进行推导的基础上 ,通过测定其失重曲线和煅烧完成时间 ,获得了煅烧后产物层内的等效扩散系数。对多种石灰石进行了试验 ,发现在不烧结的情况下 。

空气在煤灰球中的等效扩散系数的实验测定

本文提出了一种测量煤焦粒燃烬时间的方法来确定空气在煤灰球中的等效扩散系数。由于煤焦粒的燃烬时间的测定较准确，因此所得之等效扩散系数较可靠。测量结果表明，空气在煤灰球中的等效扩散系数随煤中灰份的含量的增加呈单调下降的关系，并给出了它们之间的通用关系式。

天然河流的二维等效扩散模型

通过对天然河流流带的拉伸或压缩处理，使之成为处处流速和水深均相等的理想河流，在此基础上建立了等效二维扩散模型。文中对建模方法和参数计算方法作了详细的介绍。

水工结构开裂混凝土中氯离子等效扩散系数模型

考虑服役水工结构混凝土中因荷载作用产生可见裂缝的非连续性和非均匀性对氯离子扩散性能的影响,取一典型带裂缝混凝土块体,假定在该混凝土块体的侧面和底面最外表面处裂缝宽度相等,建立氯离子在开裂混凝土中的扩散方程,提出与裂缝宽度、裂缝平均间距、裂缝在侧面高度和底面延伸长度相关的氯离子等效扩散系数模型。研究表明,提出的预测模型可较好反映服役水工结构开裂混凝土中氯离子等效扩散系数随荷载产生裂缝宽度的变化趋势,可用于水工结构氯离子引起的构件/结构服役寿命的预测。

光刻胶等效扩散长度对0.13μm工艺窗口的影响

介绍了如何通过测量得出的等效扩散长度和光刻机的照明条件来对任何光刻工艺的线宽均匀性进行评估。展示了在0.13μm及以下工艺中等效扩散对能量裕度和掩模版误差因子的影响的研究结果。

气体在微孔介质中的等效扩散系数预测

本文通过数值模拟研究了微孔介质内部结构对气体等效扩散系数的影响。采用随机生成生长方法生成多孔介质的三维微观结构,使用高效的格子-Boltzmann方法求解扩散的控制方程,可预测微孔结构内气体的等效扩散系数。模拟结果表明:微孔材料的内部结构对多孔介质中气体扩散及等效扩散系数有显著影响。对于高孔隙率情况,基于Fick定律数值预测的气体等效扩散系数和实验结果吻合较好;对于部分饱和的颗粒状微孔介质,孔隙内液滴阻碍了气体的扩散路径,多孔介质的无量纲等效扩散系数与饱和度呈非线性关系。

多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型的推导及其应用

基于Whitaker的体积平均方程 ,在不附加任何新的假设的基础上 ,对多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型进行推导 ,得出了多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型。并应用该模型对瓷质砖体干燥过程进行了数值模拟 。

多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型

基于Whitaker的体积平均方程,在不附加任何新的假设的基础上,寻出一组关于液体饱和度、温度和气相压力的新支配方程,应用该方程组对微孔硅酸钙保温制品干燥过程进行了数值分析.在蒸发速率、平均含湿饱和度及温度变化方面,数值解与实验结果十分吻合.文中还提出了表面质流和表面局部蒸发的概念,根据这两者与外部传质的平衡与转换可以解释临界点出现的机理.

基于传质扩散理论的高渗油藏窜流通道量化方法

海上高渗砂岩油藏胶结疏松,注入水冲刷作用对储层改造作用明显,其窜流通道在平面上呈"纺锤形",垂向上有明显"贼层"特征。目前窜流通道的时间域、空间域连续量化方法存在数学模型和求解过程过于复杂的缺陷。考虑窜流通道平面、垂向特征,建立降维方法,将高渗油藏注采井间窜流通道三维物理模型变为平面和剖面两个二维物理模型的叠加;根据注入水在平面上纺锤形分布和注入化学剂浓度分布的相似性,及注水倍数、含水饱和度和渗透率变化倍数的单调相关性,提出了基于"饱和度差异"的"等效扩散系数"概念,建立了包含产出端含水率的平面数学模型;针对"贼层"是无效水循环主要通道的特征,定义了稀释倍数,实现了产出端含水率的解析求解,建立了窜流通道厚度、渗透率级差和等效扩散系数的快速量化方法。矿场算例应用结果显示,暴性水淹井和快速水淹井窜流通道厚度分别为0.04 m、0.38 m,渗透率级差分别为22、8,和示踪剂解释结果吻合;解释得到的等效扩散系数同时表征了储层微观非均质性和油水黏度比导致的指进程度及窜流通道波及面积的大小。

PAPE法对莫来石复合材料热扩散率研究

利用光声压电(PAPE)法开展对Mullite/Al-Cu-Mg复合材料等效热扩散率的测量研究。首先介绍基于简化热弹模型理论的PAPE法并建立相应的实验系统,其次通过对参考样品的检测完成对实验系统的校准,最后研究合金材料及莫来石增强金属基复合材料的等效热扩散率。测量结果表明,含Mullite纤维(20%)的Al-Cu-Mg复合材料的等效热扩散率小于其基底合金的等效热扩散率。

岷江蕨溪段环境水力学研究——横向扩散

对岷江蕨溪段的横向扩散问题进行了研究 ,测出了各断面的等效横向扩散系数 。

应力作用下岩盐的溶蚀模型研究

有无应力作用下的岩盐溶蚀机理是一致的,两者之间的差别在于溶蚀作用面积不同。首先通过分析岩盐的溶蚀机理,建立了无应力作用下的岩盐溶蚀模型;通过对有无应力作用下岩盐溶蚀作用差异的分析,提出了等效扩散系数的概念,用于描述应力作用下岩盐的宏观溶蚀速率,从而建立了应力作用下的岩盐溶蚀模型,并提出了根据单轴压缩条件下岩盐应力-溶解耦合效应的细观力学试验结果来计算等效扩散系数的方法,得到了等效扩散系数与扩散系数的比值与轴向塑性应变、溶解时间之间的关系。其研究成果为进一步研究岩盐应力-溶解耦合机理奠定了基础。

硫酸盐作用下混凝土中氯离子传输的数值模拟

对硫酸盐作用下混凝土中Cl-的扩散规律进行了室内模拟试验研究。溶液采用1mol/L氯化钠溶液,以及分别加入0.1mol/L,0.3mol/L和1mol/L硫酸钠的复合溶液,并以清水溶液作为对比。结合试验参数,基于Fick扩散定律,利用ANSYS软件对混凝土中氯离子等效扩散系数进行了数值分析和计算。结果表明,在试验时间范围内,氯离子的等效扩散系数随时间呈指数递减规律;当溶液中的硫酸根浓度由0增加到0.3mol/L时,氯离子扩散逐渐增强;当硫酸根浓度为1mol/L时,氯离子扩散明显减弱。对试验结果进行数据拟合后,建立了混凝土中氯离子等效扩散系数与时间、硫酸根离子边界浓度的关系表达式,所建立的表达式可用于硫酸盐及氯盐共同侵蚀下混凝土内部氯离子浓度的预测。

裂缝对混凝土中氯离子侵蚀作用的影响

为研究裂缝对混凝土中氯离子侵蚀作用的影响,设计了受弯开裂构件,模拟海工环境进行了干湿循环试验,对混凝土构件中氯离子的含量进行测试分析。试验结果表明：构件开裂后氯离子对流扩散区的深度在15～25 mm之间;宏观裂缝加速了氯离子的侵蚀过程,并且以裂缝为新界面,为氯离子的二维扩散提供条件。通过对试验数据总结分析和模拟,基于Fick第二定律提出了综合考虑了时间衰减,裂缝宽度和氯离子结合系数的氯离子扩散模型。

氯盐全浸泡下水泥基复合材料的抗腐蚀性能

为研究工程水泥基复合材料(ECC)的抗氯离子腐蚀性能,设计了ECC和海工混凝土(MC)的氯盐全浸泡腐蚀试验,分析了腐蚀龄期对ECC的氯离子扩散深度、浓度和扩散系数的影响。研究发现ECC的氯盐腐蚀主要发生在早期;腐蚀20 d后的ECC氯离子侵蚀深度趋于稳定,MC的氯离子侵蚀深度随着腐蚀龄期的增长而持续增加。采用Matlab和Origin软件对试验结果进行拟合,得到腐蚀环境下的ECC表层氯离子浓度边界条件和等效表观氯离子扩散系数计算模型,为预测氯离子腐蚀下的ECC寿命提供了理论依据。

水的饱和度对固化体内^(137)Cs浸出的影响

介绍了非饱和浸出实验条件下水泥固化体试块周围水的饱和度 f对137 Cs浸出影响的一些结果,包括累积浸出份额Ft、浸出通量分数Jn和等效扩散系数De。结果表明:Ft随f的增大而增大;Jn随着浸出时间的增加明显降低,随f的增加略有增加;De随f的增加而增大。

宽气压范围空气中微波击穿电场的计算公式

为了简便快捷地计算微波击穿电场,依据电子扩散模型的基本理论,结合气体放电的基本参量,应用特征扩散长度的概念,给出了适合于规则结构微波部件的击穿电场的计算方法。为避免各种气体参数的不确定性对计算准确度的影响,对等效直流电场与特征扩散长度之间的实验关系进行了拟合,并根据等效直流电场的定义,得出了一个适用于较高气压范围的击穿电场计算表达式。为了将该计算表达式扩展到更低的气压范围,综合考虑了电子扩散模型和基于二次电子发射现象的真空微放电机理,引入了一个合理形式的等效扩散长度,进一步给出了适合于更广气压范围的微波击穿电场的计算表达式,计算结果更符合A.D.Macdonald的实验结果。

瓷质砖湿坯对流干燥过程的传热传质研究

引用建立于Whitaker的体积平均方程和Darcy定律基础上的多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型 ,寻出一组关于液体饱和度、温度和气相压力的新支配方程 ,应用该方程组对瓷质砖坯体干燥过程进行了数值分析和实验测定。在平均含湿饱和度变化方面 ,数值解与实验结果十分吻合。还改变影响坯体干燥过程的一些因素进行计算机模拟计算 ,通过改变这些因素的大小来考察计算结果 ,以期获得某些定性或定量的结论 。

干湿交替作用下受弯开裂钢筋混凝土梁内氯离子侵蚀特性

为了研究干湿交替条件下受弯开裂混凝土内氯离子侵蚀机理及其分析方法,对两两自锚并保持开裂状态下的混凝土梁进行氯盐溶液干湿循环试验。借助15和30次干湿循环的两次取样结果,分析完好截面、裂缝截面及其周围一定范围内的自由氯离子含量分布规律,并对提出的等效氯离子扩散模型的适用性、弯曲裂缝宽度的影响规律以及扩散系数的时变特性等问题进行探讨。研究结果表明:1氯盐干湿交替作用下,开裂截面处的表层对流区深度在10~20mm之间,弯曲裂缝的存在将加快混凝土内部氯离子的渗透速度;2裂缝周围混凝土内的氯离子传输受到裂缝(】0.1mm)及混凝土弯曲拉应力的共同影响,当与裂缝距离增大时,混凝土弯曲拉应力对氯离子传输的影响也会增大;3拟合结合表明,当裂缝宽度w【0.30mm时,用等效扩散模型分析开裂截面的氯离子含量分布是可行的,且等效氯离子扩散系数的劣化特性可用w的多项式函数进行回归分析;4对普通混凝土而言,氯离子扩散系数的时间衰减指数m与水灰比有关,且随水灰比的减小而减小。