氯離子環(huán)境下鋼筋混凝土的耐久性是海工結(jié)構(gòu)中面臨的突出問題。氯離子侵蝕混凝土?xí)䦟?dǎo)致鋼筋發(fā)生銹蝕,鋼筋銹蝕體積膨脹會導(dǎo)致混凝土保護(hù)層的開裂,進(jìn)而會顯著改變氯離子在混凝土中的輸運(yùn)通道,進(jìn)一步加劇鋼筋銹脹破壞過程。因此,氯離子侵入與鋼筋銹蝕膨脹導(dǎo)致混凝土開裂是相互耦合、漸進(jìn)加強(qiáng)的非線性過程。針對這一耦合問題開展數(shù)值方法及模擬技術(shù)研究具有重要的理論意義和廣泛的工程應(yīng)用前景。本文圍繞氯離子侵入與鋼筋銹脹致裂的過程耦合分析方法、全自動分析過程的實(shí)現(xiàn),以及鋼筋混凝土耐久性破壞過程等方面開展了深入研究,主要創(chuàng)新性工作及成果如下:（1）提出了過程耦合分析方法。該方法針對氯離子侵蝕鋼筋和鋼筋銹脹導(dǎo)致混凝土開裂破壞這兩類不同的化學(xué)和力學(xué)過程,通過動態(tài)數(shù)據(jù)的交換和控制,以及模型的全自動化生成和更新,實(shí)現(xiàn)了兩類過程的耦合求解。借助于ABAQUS軟件平臺,通過編寫用戶子程序和接口程序,實(shí)現(xiàn)了所提出的過程耦合分析方法。利用試驗數(shù)據(jù),驗證了耦合分析方法的正確性和高效性。（2）建立了鋼筋銹蝕膨脹過程的力學(xué)等效轉(zhuǎn)換方法。針對鋼筋銹蝕體積膨脹這一化學(xué)過程,給出了通過膨脹位移加載、膨脹溫度加載,以及動態(tài)溫度線膨脹系數(shù)加載三種方... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

混凝土材料Loland損傷模型

撓行вα?~、名義應(yīng)力 σ 及損傷 d 隨應(yīng)變的關(guān)系圖（圖2.4）圖 2.4 混凝土材料 Mazars 損傷模型對于混凝土壓縮時的損傷模型，其中的應(yīng)變采用等效應(yīng)變（式 2.43），其本構(gòu)關(guān)系及損傷演化方程形式與混凝土拉伸相似，材料參數(shù)依據(jù)混凝土壓縮試驗確定。 232221 (2.43)針對 Mazars 模型中材料參數(shù)的物理意義表述不明，余天慶[169]在 Mazars 模型的基礎(chǔ)上提出了分段線性模型。③ 分段曲線模型εfεftσ(a) 應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系圖εfεuεft ~(b) 有效應(yīng)力 (c) 損傷演化εfεuεd1

由此提出了分段曲線損傷模型。分段曲線損傷模型認(rèn)為峰值應(yīng)變前后，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系均為曲線（圖2.5(a)）。損傷演化方程是基于趙鎮(zhèn)海等的試驗結(jié)果擬合得出 fufBffBfCAddA 21110221(2.44)A1，A2，B1為材料常數(shù)，由邊界條件（式 2.45）確定tff 0 fdd (2.45)EEEEfAfft 11 EEEfAft 2 EEEEffBftt 1由此可以看出，A1表示峰值應(yīng)力對應(yīng)的損傷值；B1表示達(dá)到峰值應(yīng)力時彈性模量的變化；B2，C2為曲線參數(shù)，由試驗確定。分段曲線模型見圖 2.5(b)。圖 2.5 分段曲線模型④ 雙線性模型為了使得混凝土損傷模型更方便的應(yīng)用于實(shí)際工程中，錢濟(jì)成[170]將混凝土應(yīng)力應(yīng)變?nèi)�簡化為兩段直線（式 2.46）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]混凝土中氯鹽的傳輸機(jī)理及鋼筋銹脹模型[D]. 付傳清.浙江大學(xué) 2012

碩士論文
[1]混凝土內(nèi)氯離子傳輸模型及其數(shù)值研究[D]. 吳靜新.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]不同環(huán)境下鋼筋銹蝕產(chǎn)物的力學(xué)性能研究[D]. 任海洋.浙江大學(xué) 2010



本文編號：3217032