《複雜環境條件下混凝土開裂風險的多尺度仿真分析》是依託浙江大學，由田野擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜環境條件下混凝土開裂風險的多尺度仿真分析
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：田野
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本研究立足於氯鹽侵蝕、碳化與荷載耦合作用等複雜環境條件下結構混凝土的開裂問題，在微米、毫米和米3個尺度上系統建立混凝土數值仿真分析模型；考慮複雜環境條件對混凝土微觀結構的影響，模擬混凝土微觀結構的演化過程；採用水化動力學、損傷力學與斷裂力學研究微米、毫米和米3個尺度上的混凝土材料的力學特徵，建立現代混凝土力學強度、溫度場和濕度場等各項巨觀特性與混凝土微觀結構之間的聯繫；運用數值仿真方法，結合試驗研究，分析結構混凝土全壽命期間的服役性能，並基於機率理論預測結構混凝土的開裂破壞。本項目採用理論分析、數值仿真和試驗驗證相結合的方式揭示複雜環境條件下混凝土服役性能退化的時變規律，評估各種複雜環境條件對混凝土開裂破壞的影響，根據工程情況提前預測結構混凝土的開裂風險，將極大的促進結構混凝土耐久性的研究，同時也具有非常重要的物理意義與廣泛的工程套用價值.
結題摘要
為了從本質上研究複雜環境條件下結構混凝土的開裂問題，本研究在微米、毫米、米級3個尺度上構建了混凝土巨觀服役性能預測模型。經過3年的研究，本課題已經全面完成了預定的研究目標。發表或錄用論文21篇，其中SCI檢索論文4 篇，EI 檢索論文13 篇， EI錄用論文2篇。並獲得中國實用新型專利授權2項。培養博士生3人，碩士生5人，其中博士生畢業1人，碩士生畢業3人。在本項目的研究期間，項目負責人順利晉升為副教授。本課題所取得的創新性研究成果有：（1）對已有水泥水化模型進行了修正，考慮溫度、濕度等因素對水泥水化進程的影響，提出了一個改進的基於微觀信息的水泥水化模型。基於水泥水化度、水泥水化產物、孔隙率、自由水等信息，分析混凝土水化過程的微觀結構時變演化規律；（2）結合水泥水化過程的微觀結構信息，構建了混凝土時變特性的多尺度分析框架，建立了混凝土微觀結構與巨觀服役性能之間的聯繫；（3）將溫度、濕度、Cl-與CO2對混凝土水化反應中的影響及其在混凝土中擴散傳輸過程相結合，以混凝土微觀結構為媒介，分析溫度場、濕度場、Cl-擴散場與CO2擴散場等各場之間的相互作用，結合荷載作用，建立了複雜環境條件下混凝土時變性能多場作用分析框架；（4）將研究成果套用與工程隧道混凝土中隔牆與二次襯砌混凝土結構，在實際工程中考慮多因素的共同作用，在多尺度上分析了施工過程中混凝土結構的溫度、濕度與應力應變時變規律；並結合工程實際，對施工過程進行最佳化。
