《基於非局部連續介質理論的水泥基材料多尺度力學研究》是依託上海交通大學，由侯東偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於非局部連續介質理論的水泥基材料多尺度力學研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：侯東偉
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題旨在初步建立水泥基材料原子尺度-微觀尺度-巨觀尺度的多尺度力學理論框架。通過尋找水泥基材料內部特徵尺度的確定方法和彈性核函式的確定表達，建立基於非局部連續介質理論的多尺度力學模型。為此，首先建立水泥基材料典型水化產物的原子模型，採用分子動力學方法研究原子尺度C-S-H凝膠簇的本構關係。其次在微觀尺度上，將水泥基材料看做C-S-H凝膠簇、未水化水泥顆粒和孔洞組成的三相複合材料，研究各組成相的尺寸變化與變形場和應力場分布規律的關係。通過把原子尺度的力學信息傳遞到微觀尺度，把原子尺度和微觀尺度的力學信息傳遞到巨觀尺度，建立基於非局部連續介質理論的水泥基材料多尺度力學計算體系。這一研究將為進一步提高混凝土材料的設計水平、突破現有混凝土材料和結構耐久性問題的技術瓶頸奠定理論基礎，同時也為現代混凝土材料理論向理性力學的方向發展做出基礎性貢獻。
結題摘要
水泥基材料原子尺度-微觀尺度-巨觀尺度的多尺度力學計算是混凝土高性能設計和耐久性問題的理論基礎。本項目在這一問題上做了初步探索。首先通過一系列微觀測試與表征方法，解析了水泥基材料的基本礦物成分及其化學結構，基於此採用兩種方法建立了C-S-H凝膠分子模型，並對C-S-H凝膠進行了基本力學性能的分子動力學模擬；通過微觀測試技術，表征了水泥基材料的微觀形貌和孔隙結構特徵，建立了材料的微觀結構模型，探討了多相孔隙材料在力場作用下的應力分布規律；最後建立了基於非局部連續介質理論的材料多尺度本構模型和裂尖應力計算方法。這一研究將為水泥基材料多尺度研究的進一步深化和系統建立水泥基材料的“材料基因”計算體系奠定初步基礎。
