【摘要】：混凝土滲透率是混凝土耐久性設(shè)計(jì)與評價(jià)的重要指標(biāo)之一,因此,對混凝土滲透率進(jìn)行研究顯得十分必要。在細(xì)觀尺度下,混凝土是一種多相非均質(zhì)復(fù)合材料,且由于澆筑工藝等因素內(nèi)部存在一定量的初始缺陷。為探究初始缺陷對混凝土滲透性能的影響規(guī)律,首先按照初始缺陷形態(tài)將其劃分為孔洞缺陷和裂隙缺陷,基于細(xì)觀夾雜理論建立了砂漿二相細(xì)觀滲透模型,并對砂漿的滲透率做出了理論預(yù)測,在此基礎(chǔ)上分別考慮孔洞率與裂隙密度對砂漿滲透率的影響�；陔S機(jī)骨料模型建立二維三相混凝土細(xì)觀幾何有限元數(shù)值模型,對混凝土幾何模型進(jìn)行細(xì)觀滲流模擬,并分別討論了混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對滲透率的影響。論文主要工作及結(jié)論有:(1)建立砂漿二相細(xì)觀滲透率預(yù)測模型。將砂漿視作由零缺陷基體與初始缺陷復(fù)合而成的二相非均質(zhì)材料,缺陷按照其形態(tài)可劃分為孔洞缺陷與裂隙缺陷,分別將孔洞缺陷、裂隙缺陷及組合缺陷與零缺陷基體等效成為等效砂漿,建立不同缺陷下二相細(xì)觀等效砂漿滲透率預(yù)測模型。將模型預(yù)測結(jié)果與數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了理論模型的有效性�；谀Ｐ吞接懥丝锥绰省⒘严睹芏葘ι皾{滲透率的影響規(guī)律。(2)基于隨機(jī)骨料模型,生成骨料含量分別為20%、30%和40%的三相混凝土細(xì)觀幾何模型,將生成模型與規(guī)范進(jìn)行對比,結(jié)果表明,模型的骨料含量和不同粒徑范圍內(nèi)骨料個(gè)數(shù)均在規(guī)范要求范圍內(nèi),證實(shí)了論文中采用的隨機(jī)骨料模型生成程序的可靠性。建立不同骨料含量下二維圓形隨機(jī)骨料模型,導(dǎo)入有限元數(shù)值模擬軟件進(jìn)行細(xì)觀滲流模擬,將模擬結(jié)果與細(xì)觀理論進(jìn)行對比,驗(yàn)證了模擬方法的有效性。(3)基于正交試驗(yàn),探討了骨料含量、形狀和級配,界面過渡區(qū)厚度及滲透率、孔洞缺陷及裂隙缺陷含量等細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對滲透率的影響規(guī)律。研究表明,骨料含量對混凝土滲透率影響最顯著,骨料形狀影響不顯著;混凝土滲透率與骨料含量、界面過渡區(qū)厚度及滲透率等細(xì)觀參數(shù)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系,與缺陷含量呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。
【圖文】：

混凝土的力學(xué)及水力學(xué)性能，根據(jù)研究尺度的不同可劃分成微觀、細(xì)觀和（Wittmannet al. 1985），如圖 1-1（張國輝 2017）所示。宏觀層次下（10-1指混凝土試件或結(jié)構(gòu)，其特征尺寸為厘米以上，此時(shí)混凝土材料被視為由大骨料粒徑的結(jié)構(gòu)單元組成，，宏觀層次下通常將混凝土視為均質(zhì)單一材難以描述細(xì)觀非均勻性引起的混凝土材料內(nèi)部不均勻滲流情況。細(xì)觀層10-1m）一般將混凝土視為由粗骨料、水泥砂漿、界面過渡區(qū)及初始缺陷（孔組成的多相復(fù)合材料（Kim2011；Unger 2011）。微觀層次下（10-8 10-4m）是以硬化水泥漿體為主，組分大致分為水化硅酸鈣、氫氧化鈣、毛細(xì)孔依靠掃描電鏡觀察混凝土中水化產(chǎn)物及其微觀結(jié)構(gòu)。目前關(guān)于混凝土結(jié)究停留在宏觀層次（Sabine2008；Cheeet al2002），細(xì)觀層次以及更小的報(bào)道。而混凝土的很多宏觀性質(zhì)是由微細(xì)觀構(gòu)造決定的，骨料、砂漿以及三種主要組成材料的成分、性質(zhì)、配比以及粘結(jié)作用均對混凝土的滲透影響，致使混凝土比其它單一材料具有更為復(fù)雜的滲透性能。因此，需要角度來把握混凝土材料的物理及力學(xué)性質(zhì)（金瀏 2014）。

顧名思義，中文含義作小窟窿、小洞講。按孔，前者包括孔洞缺陷縱橫比 R≈1 的圓形孔，規(guī)則的圓形孔作為研究對象。裂隙（crack）一，它經(jīng)常與斷裂、滲流聯(lián)系在一起（林鵬 200觀測有很多方法，如 X 射線、光學(xué)觀測等，基也有所差別（Ringo and Bascoul 2001）。方面，最為基礎(chǔ)和重要的滲流理論是 Darcy 于 研究得到的達(dá)西定律，此定律為滲流理論的后hompso（n1986）提出了沉積巖滲透率與臨界孔于壓汞試驗(yàn)，得到了修正的 K-T 方程，并將該lachlanet al.（1986）提出了廣義有效介質(zhì)（GEM考慮了微觀孔的相互作用及形態(tài)特征，提出了天（2005）基于滲透性與孔隙之間的關(guān)系研究呈現(xiàn)線性的正比增加趨勢。針對裂隙缺陷對混
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TV431

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本文編號：2638991