《結構混凝土早期考慮微結構狀態影響的本構模型研究》是依託同濟大學，由柳獻擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：結構混凝土早期考慮微結構狀態影響的本構模型研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：柳獻
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
結構混凝土的早期本構模型是其早期性能研究的重要課題。基於對水化過程中材料基本性能的認識，人們採用連續介質力學在巨觀層次上構建了結構混凝土的早期本構模型；與此同時，連續介質微觀力學的發展為分析材料微觀結構狀態對巨觀本構關係的影響提供了新的途徑。.本項目申請針對結構混凝土早期水化溫升、自收縮和力的作用過程，擬基於連續介質微觀力學和對材料水化過程中微觀結構演化的分析，發展自收縮變形的多尺度模型；進而將經多尺度分析所得出的自收縮變形引入結構混凝土的早期本構關係，建立和實現能考慮結構混凝土微觀結構狀態影響的本構模型。.項目研究旨在更為精細地描述結構混凝土早期性能的形成規律，為探明結構混凝土早期行為的演化特徵和分析混凝土結構的工程性能提供依據和基礎。
結題摘要
針對地下工程中現澆混凝土結構早期裂縫控制的工程難題，項目研究以結構混凝土的早期本構模型為研究方向。主要研究內容包括：（1）發展“連續基”水化模型，探討混凝土組分在水化和微結構形成過程中的作用機理；（2）基於“水化度”機制描述結構混凝土的早期特性，基於連續介質力學和熱力學基本定律構建結構混凝土的早期本構模型，並基於多尺度方法探討混凝土微結構及其巨觀性能的關聯；（3）結合在建港珠澳大橋沉管隧道工程，對沉管隧道結構早期性能發展的控制參數進行敏感性分析，研究控制沉管隧道施工裂縫的工程措施。項目研究的重要結果包括： （1）明確了惰性填料的水化作用機制，創建了添加惰性材料後混凝土水化進程中微結構的演化模型。明確了石灰石填料降低混凝土水化放熱的作用機理及其對混凝土耐久性能的影響，為重大工程混凝土配比的選取提供了理論依據。 （2）創建了結構混凝土基於水化度的早期本構模型，建立了跨越材料微結構和剛度及熱變形性能的分析模型；為分析現澆混凝土結構的早期性能提供了堅實的基礎。 （3）創建了“工廠法”沉管隧道早期性能的分析模型，分析了沉管隧道早期性能的演化特徵和控制其早期裂縫的技術措施。探明了混凝土配比、澆築溫度和環境溫度是沉管結構早期裂縫的控制性參數；建議了綜合混凝土早期性能和耐久性能的配比選取原則，並提出了同時控制入模溫度和養護溫度的“雙控”策略和相應的技術應對措施，為保障“工廠法”沉管隧道的施工質量提供了技術支撐。項目研究成果包括出版專著1部，發表或錄用SCI收錄論文3篇，投稿SCI檢索期刊論文4篇，在國內期刊上發表或錄用論文5篇，在國際會議上發表論文6篇，申請受理髮明專利3項、實用新型專利1項，部分研究成果被正在制定的工程建設國家標準《隧道工程沉管法施工與質量驗收規範》所採用。項目研究為探索混凝土早期性能演化過程中的物理－化學機制提供了從微觀到巨觀尺度範圍認識複雜問題本源的新思路和技術手段，實現了從結構材料到混凝土結構早期性能的跨越，為現澆混凝土結構早期性能的控制提供了理論依據，為保障地下工程的建設質量提供了技術支撐。
