對混凝土凍融破壞的研究,以往的數(shù)值模擬方法總是停留于宏觀層次,認為混凝土是均質(zhì)連續(xù)材料,造成模擬結(jié)果的較大誤差。近些年來國內(nèi)外的學者們開始通過基于隨機數(shù)學和統(tǒng)計學原理來建立混凝土細觀模型,但其仍與實際混凝土結(jié)構(gòu)有較大差別。因此,建立混凝土三維細觀真實模型,在混凝土凍融破壞數(shù)值模擬研究方面具有一定的意義。針對這一現(xiàn)狀,本文采用微焦點工業(yè)CT成像技術(shù),對混凝土結(jié)構(gòu)進行掃描生成二維斷層圖像,通過一系列圖像預處理步驟后利用局部閾值分割法分割圖像,從而分離識別出混凝土中的集料、砂漿、界面過渡區(qū)和孔隙。在醫(yī)學影像處理軟件Materialise Mimics中重構(gòu)得到混凝土三維細觀幾何模型。通過試驗方法確定模型中各組成部分的材料參數(shù)。對不同水灰比和含氣量下混凝土試件進行快速凍融試驗,測其質(zhì)量損失、相對動彈模量和抗壓強度的變化情況。將混凝土三維細觀幾何模型導入有限元軟件COMSOL Multiphysics中,對凍融破壞的達西滲流、熱傳導和力學三個控制微分方程進行求解,賦予其各屬性參數(shù),進行網(wǎng)格劃分,設(shè)定凍融循環(huán)模擬溫度,模擬混凝土凍融破壞過程。對不同水灰比和含氣量下混凝土模型在凍融循環(huán)作用下的應力應...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 凍融循環(huán)作用下混凝土的破壞機理研究
        1.2.2 混凝土凍融破壞數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及方案
第2章 試驗原材料及試驗方法
    2.1 試驗原材料
    2.2 試驗配合比設(shè)計
    2.3 試驗方法
        2.3.1 混凝土試件成型及養(yǎng)護
        2.3.2 導熱系數(shù)測定試驗
        2.3.3 快速凍融試驗
第3章 混凝土三維數(shù)值模型建立
    3.1 混凝土CT數(shù)字圖像獲取
    3.2 混凝土CT數(shù)字圖像預處理
        3.2.1 CT數(shù)字圖像增強
        3.2.2 CT數(shù)字圖像腐蝕膨脹
        3.2.3 CT數(shù)字圖像降噪濾波
    3.3 混凝土CT數(shù)字圖像分割
    3.4 混凝土三維結(jié)構(gòu)重構(gòu)
    3.5 材料屬性確定
    3.6 模型建立和網(wǎng)格劃分
    3.7 本章小結(jié)
第4章 混凝土快速凍融試驗
    4.1 水灰比對混凝土抗凍性的影響
        4.1.1 質(zhì)量變化
        4.1.2 相對動彈模量變化
        4.1.3 抗壓強度變化
    4.2 含氣量對混凝土抗凍性的影響
        4.2.1 質(zhì)量變化
        4.2.2 相對動彈模量變化
        4.2.3 抗壓強度變化
    4.3 本章小結(jié)
第5章 混凝土凍融破壞數(shù)值模擬研究
    5.1 混凝土凍融破壞過程數(shù)值模擬
        5.1.1 控制微分方程
        5.1.2 混凝土凍融破壞過程數(shù)值模擬
    5.2 水灰比對混凝土抗凍性的影響
        5.2.1 應力應變分布
        5.2.2 抗壓強度變化
        5.2.3 動彈模量變化
    5.3 含氣量對混凝土抗凍性的影響
        5.3.1 應力應變分布
        5.3.2 抗壓強度變化
        5.3.3 動彈模量變化
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3823145