利用多系数碳化方程测算钢筋混凝土的耐久性

通过对污染物中 CO2 ,SO2 -4 等影响混凝土碳化深度及混凝土体积膨胀的分析 ,运用混凝土碳化的多系数碳化方程 ,预测钢筋混凝土的安全使用龄期 ,并提出了考虑污染影响钢筋混凝土结构耐久性的设计建议和施工措施 .     

构件截面混凝土碳化深度分布的有限元分析

混凝土结构截面上碳化深度分布的确定,浊进行混凝土结构截面等耐久性设计的基础,按照传质原理,建立了混凝土结构截面上ＣＯ２的二维扩散传质方程,并利用有限元方法作了混凝土截面上碳化深度分布的计算。算例表明角区混凝土的最大碳化深度约为一般边碳化深度的１．４倍。     

考虑应力状态的二维混凝土碳化过程数值模拟

混凝土碳化过程的数值模拟为研究碳化机理、碳化影响因素、碳化过程与力的耦合作用等提供了新的定量分析工具.为定量分析应力状态对混凝土截面角部碳化发展的影响,建立了混凝土碳化过程的2维数值计算模型,使得混凝土组分、应力状态等影响可以得到定量考虑,并模拟应力状态下混凝土构件角部的碳化过程.详细介绍了这一模型的数值计算实现过程,研究了网格尺寸及时间步长对数值计算结果的影响.该模型数值计算结果与快速碳化试验和长期暴露碳化试验结果的对比验证了模型计算结果的准确性.最后,对某混凝土构件的角部混凝土碳化过程进行了数值分析.结果表明,混凝土截面角部双向碳化作用以及拉应力状态均会加速混凝土碳化,角部是整个构件截面碳化发展最为迅速的部位,其耐久性应当予以考虑.     

大掺量矿渣粉混凝土抗碳化性能的研究

研究了用50%和70%（质量分数）矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土力学性能和抗碳化性能的影响,对混凝土的碳化方程(X=Ktb)进行回归分析。结果表明：矿渣粉掺量为50%时,其混凝土28d抗压强度甚至优于硅酸盐混凝土,但碳化深度和碳化系数K随着矿渣粉掺量的增加而增加,b值则呈下降趋势,且在同一胶凝材料的情况下,K值与强度负相关。     

混凝土部分碳化区长度计算模型参数的探讨

混凝土部分碳化区长度是影响钢筋锈蚀速率的一个主要因素。本文阐述了混凝土部分碳化区的形成机理,分析了影响混凝土部分碳化区长度的主要因素,提出了以环境相对湿度和混凝土抗压强度作为混凝土部分碳化区长度的计算模型参数。     

单轴压缩下碳化混凝土的声发射特性

为探明碳化对混凝土细观破坏机制的影响,开展了不同碳化程度混凝土的单轴压缩试验,并记录了混凝土破裂过程中的声发射信号。在细观尺度上,运用矩张量声发射反演算法(CAE方法)对混凝土的破裂过程进行了分析,得到了混凝土破裂过程的b值及破裂机制。结果表明:碳化与未碳化混凝土的声发射特性存在一定区别,主要表现在声发射事件数量及能量随时间分布规律及绝对量值的差异;而碳化程度在一定范围内的混凝土,差异性相对前者而言较小;碳化程度的加深会导致b值的减小,表明碳化程度与微裂纹相互作用强度间为正相关关系;而碳化程度与混凝土微观破裂力学机理并无相关关系,即各种碳化程度下,破裂均以张拉破裂为主。     

不同纤维混凝土碳化试验研究

本文简要介绍了混凝土碳化机理,测定了掺聚丙烯纤维、玻璃纤维、钢纤维混凝土的碳化性能,分析了纤维改善混凝土碳化性能的机理,并结合纤维间距理论探讨纤维种类对混凝土碳化性能的影响。     

浅析混凝土短期深度碳化的原因及预防措施

混凝土碳化是影响其耐久性的重要原因,短期深度碳化大大降低了混凝土的耐久性。本文通过对某工程短期混凝土深度碳化现象,分析碳化原因从而找到解决的办法,以提高混凝土的质量。     

混凝土构件碳化深度与回弹强度检测分析

本文通过对混凝土碳化机理及碳化深度测试原理的阐述,分析混凝土碳化对混凝土构件的影响,进而探讨混凝土碳化对回弹法检测混凝土构件强度结果的影响,为混凝土碳化及混凝土回弹检测研究提供参考。     

基于DLA的氯离子侵蚀与碳化耦合作用下桥梁性能演变模拟

氯离子侵蚀和碳化是影响混凝土结构耐久性的主要因素,各自的理论公式已比较完善,但考虑二者耦合作用的定量分析和模型较少,影响混凝土结构耐久性分析的精度和水平.扩散限制凝聚模型(Diffusion-limited Aggregation,DLA)能够较完善地模拟气体的扩散凝聚,且具有随机性和分形特征,适合细致反映氯离子侵蚀、碳化及二者耦合作用下混凝土性能演变过程.本文基于DLA原理,考虑到扩散深度、混凝土特性及暴露条件等对氯离子扩散的影响,并考虑到混凝土特性及暴露条件等对碳化的影响,以及碳化与氯离子侵蚀的耦合作用,建立DLA模型,可获得任意时刻、任意位置处二氧化碳与氯离子的浓度.针对桥梁耐久性分析需求,提出利用DLA模型预测考虑疲劳效应的混凝土和钢筋性能退化方法.算例表明该方法能够动态细致地模拟桥梁耐久性演变过程.     

43″汽轮机叶片材料热变形行为及制坯工艺参数优化

针对制造高质量叶片锻件的材料热变形问题,采用热模拟试验及数据回归拟合的方法建立了某43"汽轮机叶片材料的高温流变应力方程.采用所建立的方程,使用软件DEFORM3D对叶片锻造过程进行了数值模拟和正交试验分析.应力方程计算结果表明,所用材料在高温压缩下的流变应力符合双曲正弦函数关系.试验分析结果表明,凸台直径对叶片锻造质量的影响最为显著,叶根过渡处圆角与摆料位置的影响其次,叶冠过渡处圆角的影响最小,据此对锻造工艺参数进行了优化.生产实践表明:采用优化后的参数可降低载荷,使尺寸公差保持在3mm之内,从而提高了产品质量,减小了材料成本,降低了锻造次数,提高了材料利用率和生产效率,这对叶片材料及模锻件的国产化具有重要意义.     

混凝土碳化深度的贝叶斯自回归预测分析

总结和分析了影响混凝土碳化的主要因素及碳化深度计算模型,讨论了参数随机性及不确定性对碳化深度预测计算结果的影响.根据贝叶斯分析的基本原理,研究了混凝土碳化深度预测的贝叶斯自回归方法.该方法根据马尔可夫链(Markov Chain)的概率密度演化,利用吉布斯(Gibbs)抽样及蒙特卡洛(Monte Carlo)数值模拟,建立了混凝土碳化深度的随时贝叶斯自回归模型.该模型形式简单,收敛性好,且具有较高的预测精度.利用该方法和实测的碳化深度结果,建立自回归模型,可以对混凝土碳化深度进行更新预测.     

细观层面的混凝土碳化过程数值模拟

为在细观层面上研究混凝土碳化问题,首先建立了基于积累分布函数的三维球形骨料生成方法,分析了随机性对模拟结果的影响,对骨料最大粒径、最小粒径和体积分数的选取原则进行了讨论.建立了简化的混凝土碳化数值模型,分析了骨料对宏观层面混凝土碳化行为的影响.结果表明,骨料的稀释效应和扭曲效应将降低混凝土的碳化深度;骨料在水泥浆中的非均匀分布将导致宏观上混凝土碳化深度的非均匀性.     

PHOENICS求解非稳态导热对流及辐射换热耦合问题

分析了采用大型通用计算程序ＰＨＯＥＮＩＣＳ（１．４版本）求解有内热源的非稳态导热与对流换热及辐射换热的耦合问题，发现由于该程序所求解的能量方程实际上是比焓方程，若求解域中不同物质（固体、流体）的质量热容相差很大时，采用整体求解法将得出错误的结果，并使结果发散。为了解决这个问题，发展了原有虚拟密度法，新方法可以同时求解非稳态的能量方程、动量方程及连续性方程，从而使利用ＰＨＯＥＮＩＣＳ（１．４版本）求解非稳态耦合换热问题变得简单可靠。     

C/C-SiC复合材料的表面烧蚀模型及数值模拟

基于炭基和硅基防热复合材料的烧蚀机理对C/C-SiC防热复合材料进行烧蚀分析.依据相变原理,在热传导方程和能量平衡原理的基础上,建立了一维非稳态烧蚀数值模型,模拟了C/C-SiC防热复合材料的烧蚀过程,分析结果与实验数据吻合良好.同时通过数值对比看出,在同等的烧蚀环境中,C/C复合材料的烧蚀速率最快,材料内部温度最低;...     

横向纤维搭桥下矩形脱层热屈曲数值模拟

基于板的小挠度理论以及热屈曲分析的ANSYS有限元法,考虑横向纤维搭桥的作用,对矩形薄板的脱层热屈曲进行数值模拟.有限元分析结果表明,随着纤维搭桥刚度的提高,热屈曲的临界屈曲温度随之增大,脱层屈曲区域逐渐减小.通过数值模拟的结果,能为工程结构中热屈曲问题提供参考.     

热弹耦合温度场中短圆柱壳的动力响应分析

利用温度场和应变场耦合时短圆柱壳的非线性热弹耦合振动的热振动方程和能量方程对短圆柱壳在热弹耦合温度场中的自由振动进行了分析，采用Galerkin法进行离散化后得到一耦合的非线性常微分方程组并利用Runge-Kutta法进行数值求解。     

Recent progress in computational thermal radiative transfer

The equation describing the transfer of radiant energy in semitransparent media is radiative transfer equation. In three-dimensional semitransparent media, radiative intensity is a function of 7 dimensions, which can only be solved through the numerical method in most circumstances. Numerical simulation has become an important way in the study and application of the theory of thermal radiative transfer in semitransparent media. This paper reviews the recent progress of Chinese scholars in the field of computational thermal radiative transfer, and proposes some important subjects in this field for future study.     

再碳化后再碱化钢筋混凝土（水泥砂浆）的电化学研究

为模拟再碱化钢筋混凝土结构的耐久性,对再碱化后的钢筋-砂浆试件进行加速碳化试验,碳化的时间采用试件进行再碱化前第1次碳化所用的时间.采用交流阻抗谱、极化曲线和pH测试等测试方法研究再碳化过程中钢筋电化学和水泥砂浆碱性的变化.试验结果表明:在本试验条件下,再碳化后试件的pH值仍然大于10.00;再碳化后钢筋的腐蚀电流虽然有所增大,但仍小于再碱化前的腐蚀电流密度,钢筋的腐蚀电位负移,但仍大于再碱化前的腐蚀电位.研究结果表明:再碱化后的混凝土结构对CO2具有较好的抵抗侵蚀的作用.