国家自然科学基金(51378090)
- 作品数：17 被引量：121H指数：8
- 相关作者：王立成常泽李龙龙邢立坤宋玉普更多>>
- 相关机构：大连理工大学中国航天建筑设计研究院(集团)河海大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学水利工程更多>>
- 基于多相复合材料的混凝土导热系数预测模型被引量：15
- 2017年
- 混凝土温度场分析是混凝土结构耐久性以及服役寿命预测的重要依据,而导热系数则是确定时变温度场分布的主要参数。考虑材料组成的非均质性,将混凝土视为由连续相水泥砂浆、分散相粗骨料以及二者薄弱界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,并基于复合材料导热系数模型,建立了混凝土及其组成单元(水泥砂浆和ITZ界面)导热系数的计算模型;在此基础上,对比分析了水灰比、粗骨料体积分数、砂率、饱和度和界面热阻等因素对混凝土导热系数的影响规律。结果表明:混凝土导热系数随饱和度、粗骨料体积分数的增加而增大,随水灰比的增大而减小;考虑界面热阻的混凝土导热系数预测模型,能够更好地揭示饱和度与砂率对混凝土导热系数的影响机理。
- 王立成常泽鲍玖文
- 关键词：混凝土复合材料细观层次导热系数饱和度
- 混凝土保护层锈胀开裂过程分析的细观刚体弹簧元模型被引量：1
- 2017年
- 建立了描述保护层锈胀开裂过程的细观刚体弹簧元模型(RBSM),获得了锈胀裂缝的扩展过程和保护层的力学响应。数值结果表明,锈胀裂缝开展过程与试验现象较为一致;混凝土采用弹性本构关系时,平均锈胀压力-径向位移曲线的斜率(模型刚度)与厚壁圆筒模型理论值接近;采用软化本构关系时,平均锈胀压力峰值与理论值接近,从而验证了本文模型的正确性。此外,探讨了保护层厚度和钢筋直径对锈胀过程力学响应的影响规律。结果表明,保护层厚度减小将导致峰值锈胀压力和径向位移降低;钢筋直径增大同样会导致峰值锈胀压力降低,对应的径向位移整体上呈现随钢筋直径增大而减小的趋势。
- 梁永钦王立成
- 关键词：混凝土保护层钢筋锈蚀数值模拟
- 基于能量法的水环境混凝土疲劳裂缝扩展模型被引量：2
- 2020年
- 针对低频疲劳荷载与孔隙水压力的耦合作用,将混凝土疲劳裂缝扩展所消耗的能量分为两部分,一部分由低频疲劳荷载提供,另一部分由孔隙水压力提供,并给出了两部分能量的计算方法。基于能量的可叠加原理,结合混凝土断裂过程中能量释放率的概念,建立了低频疲劳荷载与孔隙水压力耦合作用下混凝土的裂缝扩展模型,并通过试验数据对模型进行了验证。结果表明:当孔隙水压力为0时,模拟曲线与试验数据吻合较好;当孔隙水压力与低频疲劳荷载共同作用时,水压作用会提供闭合裂缝张开时消耗的能量,促进裂缝的扩展,导致裂缝扩展速率增大,且随着孔隙水压力的增大,裂缝扩展速率增加,混凝土疲劳寿命降低。
- 张秋宇王立成
- 关键词：混凝土疲劳荷载孔隙水压力能量法
- CFRC复合梁力学性能试验研究被引量：2
- 2017年
- 碳纤维混凝土(CFRC)复合梁是在普通混凝土梁中掺入短切碳纤维,以此改善混凝土的性能.碳纤维弹性模量高,将其掺入混凝土中能改善混凝土的韧性并起到增强阻裂的效果.通过四点加载试验,研究普通混凝土梁与不同纤维层厚度、不同纤维长度的复合梁的弯曲破坏机理、荷载挠度行为、裂缝形态等.试验结果表明,在混凝土梁的受拉区掺入短切碳纤维可以有效改善其变形能力;碳纤维对混凝土裂缝扩展的抑制、裂缝形态的改善效果较好;纤维层厚75mm、纤维长度10mm的复合梁性能最优.最后提出了CFRC弯曲构件极限承载力的计算公式.
- 任慧韬吴英伯韩少楠王立成
- 关键词：复合梁抗弯性能
- 早龄期混凝土温度场分布的细观数值仿真分析被引量：7
- 2017年
- 在细观层次上,将混凝土看作由粗骨料、砂浆及二者界面过渡区组成的三相复合材料,提出了适用于热量传输分析的细观格构网络模型。假定仅有砂浆相在水化过程中释放热量,根据伽略金加权余数法和有限差分法,建立了混凝土各相组分的热传导控制方程及其离散形式。基于所建立的细观格构网络模型,并考虑混凝土在早龄期的"热-化学"耦合作用,开展了混凝土温度场分布的时变数值仿真研究,分析了骨料预冷和边界条件对早龄期混凝土内部温度场分布的影响。与已有试验结果对比表明,所建立的细观格构网络模型能够较准确地模拟混凝土绝热温升的变化规律。
- 王立成吴迪鲍玖文梁永钦
- 关键词：早龄期混凝土温度场绝热温升
- 钢纤维混凝土双轴受压动态力学性能试验研究被引量：5
- 2017年
- 研究了钢纤维掺量(体积分数)为0%,1%,2%,3%的钢纤维混凝土试块在应力比为1.00∶0,1.00∶0.25,1.00∶0.50,1.00∶0.75,1.00∶1.00,以及应变速率为10^(-5),10^(-4),10^(-3),10^(-2)s^(-1)下的双轴动态抗压性能,分析了以上3种因素对混凝土极限抗压强度、应力-应变曲线等力学指标的影响规律.结果表明:各种钢纤维掺量和应力比条件下,混凝土的极限抗压强度均随着应变速率的提高而增大;在相同应变速率和钢纤维掺量条件下,应力比为1.00∶0.50时,混凝土极限抗压强度最大.另外,钢纤维混凝土的韧性较普通混凝土有很大提高.
- 王立成江培情梁永钦
- 关键词：钢纤维混凝土应变速率钢纤维掺量动态力学性能韧性
- 短期持压荷载与混凝土内水分传输的耦合过程被引量：11
- 2016年
- 荷载与环境因素的耦合作用影响着混凝土内物质传输过程和混凝土结构的服役寿命。为实现短期持续加载和混凝土内水分传输的耦合作用，基于改进的混凝土吸水实时测量装置，对中空圆柱体混凝土试件持续受压加载32h的同时，按规定时间间隔记录水平观测管内水柱长度的变化，测得混凝土累积吸水量曲线，开展了短期持压荷载作用下低应力水平（0～50％）对混凝土毛细吸水性能影响分析，并根据试验结果建立了相对吸水率与体应变关系。基于扩展Darcy定律的非饱和流体理论（UFTmodel），采用指数和幂函数两种形式的水力扩散系数，开展了不同应力水平下混凝土中水分分布的预测分析。结果表明：短期持压荷载对混凝土的毛细吸水性能影响显著；在0-50％应力水平范围内，随着应力水平的提高，混凝土的累积吸水量和初始吸水速度先减小后增大，而后期吸水率和水分侵入深度单调增加；根据UFT模型计算的水分渗透深度预测值与实际观测值吻合较好。
- 鲍玖文王立成程宝娟
- 关键词：毛细吸水体应变吸水率
- 干湿交替下开裂混凝土中水分传输的细观数值分析被引量：12
- 2016年
- 对于海洋浪溅区或潮汐区的混凝土结构,水分主要以气相和液相两种形式存在于混凝土内部孔隙结构中。基于混凝土毛细吸水的非饱和流体理论,建立了干湿交替下开裂混凝土中水分传输的一维非线性方程。考虑水分在干燥与湿润阶段传输的滞后性,分别建立了干燥和湿润两阶段单条裂缝处水分的传输速度模型。在细观层次上,将混凝土看作由粗骨料、砂浆、界面过渡区（ITZ）以及裂缝所构成的四相复合材料,利用含单条裂缝的二维格构网络模型,开展了干湿交替下开裂混凝土中水分传输的细观数值仿真分析。通过与已有文献中的试验数据对比,验证了所建立的干湿交替下开裂混凝土中水分传输模型的正确性。利用以上数值模型,进而分析了干湿循环机制（干湿循环时间比、循环次数）以及裂缝宽度对水分分布的影响规律。结果表明：对于给定裂缝宽度,干湿循环时间比和循环次数决定着裂缝处和垂直裂缝方向的水分含量分布;当裂缝宽度介于0.05-0.3 mm时,裂缝处和垂直裂缝方向的水分含量随着裂缝宽度的增大而减少。
- 王立成鲍玖文
- 关键词：干湿交替开裂混凝土水分
- 混凝土劈裂抗拉强度和弯曲抗压强度尺寸效应的细观数值分析被引量：21
- 2014年
- 混凝土作为非均质材料,其材料性能存在随试件几何尺寸变化的尺寸效应。该文在细观层次上将混凝土看作由粗骨料、砂浆和二者界面过渡区组成的三相复合材料,采用刚体弹簧元数值方法模拟了混凝土的劈裂抗拉强度和弯曲抗压强度的尺寸效应,并与已有的试验结果进行了对比验证。结果表明:劈裂加载的试件破坏形态和劈裂抗拉强度与试验结果均具有良好的一致性,并且小尺寸试件所表现出的尺寸效应要明显于大尺寸试件;对不同尺寸四点弯曲钢筋混凝土梁开展细观数值分析得到跨中截面混凝土的弯曲抗压强度,随着梁有效高度的增加,名义弯曲抗压强度整体上呈现降低的趋势,但当梁有效高度大于240mm时趋于稳定。
- 王立成邢立坤宋玉普
- 关键词：混凝土尺寸效应细观劈裂强度数值模拟
- 养护条件对混凝土毛细吸水性能的影响被引量：12
- 2016年
- 养护条件对混凝土的硬化过程和微观孔隙结构的形成具有重要影响,而混凝土的毛细吸水性能与材料自身的孔隙结构及分布密切相关。开展了养护条件(标准、自然、浸水和密封养护)对混凝土毛细吸水性能影响的试验研究。对从混凝土方形板试件取出的圆柱体进行了抗压强度试验,并对沿圆柱体高度方向上等厚度切割成的3个"圆饼"试件,分别进行了超声波速和孔隙率两种指标的测试。为了实现吸水观测的连续性,利用改进的混凝土吸水测重法试验装置,开展了不同养护条件下"圆饼"试件的毛细吸水试验。试验结果发现,养护条件对混凝土的抗压强度、超声波速和孔隙率具有较大影响,是决定养护过程中强度发展和内部孔隙结构及密实性的关键因素。标准养护下强度和超声波速最大,孔隙率最小;密封养护下强度和超声波速最小,孔隙率最大;自然和浸水养护试验结果接近,介于标准和密封养护两者之间。相同养护条件下,混凝土由上到下不同位置的累积吸水量、初始吸水率和孔隙率逐渐降低,超声波速则逐渐增大,说明混凝土由上到下不同位置的密实度逐渐增大。
- 程宝娟王立成鲍玖文马海军
- 关键词：养护条件毛细吸水吸水率超声波速孔隙率
