基于随机骨料的混凝土边界效应影响研究

为了研究混凝土构件内的骨料边界效应,分别采用图像识别技术和随机骨料建模技术分析了真实的骨料分布、形状、长径比、粒径及表面棱角数量等因素对骨料密度分布曲线及边界效应的影响规律。研究结果表明:骨料密度分布曲线呈现先上升、随后下降、最终趋于稳定或略有震荡的规律,且不受骨料几何形态影响,稳定时对应的密度分数略高于平均骨料密度分数;骨料密度曲线峰值厚度约为骨料最小粒径,边界效应层厚度约为骨料平均粒径,且这二者均随着骨料粒径及长径比的增加逐渐增大;在骨料的几何形态特征因素中,骨料粒径对密度分布曲线、峰值厚度及效应层厚度影响较为显著,影响程度强于其他的几何形态特征。

混凝土骨料二维分布的模拟和应用

通过在一个矩形截面上模拟混凝土骨料的实际分布,获得了该截面上任一点的骨料分布密度和骨料分布的统计特性。模拟结果表明,当模拟次数趋向于无穷大时,截面上任一点的骨料分布密度趋向于定值,对于不同的骨料面积百分数,骨料分布密度曲线的形状十分相似,均由上升段和水平段两部分组成。基于这些模拟结果,利用数学拟合获得了骨料分布密度的解析表达式,并被混凝土实验所初步证实。作为一个应用,本文计算了混凝土截面上各点的氯离子扩散系数。

二维圆形骨料分布的边界效应及简单应用

应用计算机模拟调查了混凝土圆形骨料分布的边界效应。模拟结果表明 ,当模拟次数趋向无穷大时 ,混凝土中任一点的骨料分布密度趋近于常数 ;对于不同的骨料面积百分数 ,骨料分布密度曲线的形状十分相似 ,均由上升段、下降段和水平段三部分组成。基于这些模拟结果 ,将骨料分布密度和边界层厚度表示成混凝土骨料面积百分数的函数。作为一个简单应用 。