基于CT的再生骨料生态多孔混凝土细观结构分析

为了研究以再生骨料为粗骨料的大孔径多孔混凝土的细观结构,将混凝土看作由骨料、砂浆基质、界面过渡区及孔隙等组成的多相复合材料.利用医用CT对试件进行扫描,获得CT图像和CT值等数据.分别考虑了不同预设孔隙率和不同再生骨料替换率的影响,采用Matlab图像处理技术对多孔混凝土各相组分进行直观表征,同时分别采用CT法和孔隙率...     

基于CT技术的混凝土细观三维重建研究

将X射线CT技术应用于混凝土材料的研究当中,利用CT试验获得的图像信息,可以准确地了解混凝土这种不均匀材料的内部细观结构,进行细观破损机理分析。运用MATLAB软件,将CT扫描的原始图像信息进行了混凝土细观结构的三维重建研究,同时与基于MIMICS软件的三维重建模型进行了比较。结果表明:所建立的混凝土三维细观模型能够比较真实地反映混凝土材料的内部各相细观结构,并对传统混凝土随机数学模型的不足进行了有益补充,较好地反映了混凝土材料内部的力学性能,为进一步研究混凝土材料的损伤破裂机理提供了基础。更多还原     

混凝土材料的细观损伤机理

文章简单介绍了混凝土材料的细观结构层次、性质及其初始细观裂纹产生原因。在对混凝土的损伤机理进行分析的同时,简单介绍了混凝土细观力学的方法及研究进展。最后对混凝土试件在简单受力情况下的变形与损伤的规律进行了描述。     

基于多重点云与分级聚合的全级配混凝土三维细观结构高效生成方法

本文提出了一种高骨料含量全级配混凝土三维细观结构高效生成方法。通过建立包含各粒级随机骨料的分级骨料库,实现了所需骨料的快速选取;提出在连续投放域内构建具有空间结构的多重点云,大幅提高了全级配混凝土三维细观结构的生成效率;通过骨料分级聚合弥补了各粒级中少量骨料投放失败造成的骨料体积损失。实例以及与其他方法的对比分析表明,采用本文方法可在满足设计级配要求的前提下,高效生成骨料体积含量达60%以上的全级配混凝土三维细观结构,为开展全级配混凝土细观精细仿真奠定了基础。     

自密实混凝土填充性能及细观结构的优化研究

本文就自密实混凝土的填充性能以及细观结构进行分析讨论,对影响自密实混凝土填充性能的因素进行了分析讨论,当T 50在8 s以内的时候且U型在300 m m以上,自密实混凝土所有的配合比工作性能均可以符合要求,且28 d的抗压强度等级C40～C50之间;通过增加10～16 mm粒径的骨料含量,将胶凝材料的用量调至到了460...     

细观尺度的混凝土材料损伤

混凝土等建筑材料由于其本身的结构特性，在不受力的自然状态下就存在天然的损伤，如孔洞，微裂纹等。本文阐述了这类材料细观特征及塑性力学特性。采用多孔材料的GTN（Gurson-Tvergaard-Needlemen)模型本构方程，在变形梯度的乘法分解的基础上，推导和建立了细观力学分析的弹塑性有限变形计算方法，说明运用细观损伤力学方法分析是必要的和可行的。     

混凝土试件细观结构的数值模拟

本文将常用混凝土级配曲线与三维富勒级配曲线作了对比分析，从而为基于瓦拉文公式的随机骨料模型对试件内截面进行细观结构的数值模拟提供了依据。在此基础上，采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化，利用有限元方法进行了混凝土湿筛试件、全级配试件单轴受压和全级配混凝土三分点梁弯拉细观结构数值模拟。通过单轴受压数值试验讨论了同一级配不同骨料分布、有限元单元尺寸及试件尺寸对极限荷载计算结果的影响。结果显示：(1)同级配不同随机骨料分布的影响在试验结果统计范围之内；(2)为了充分反映混凝土细观特性的非均性，单元尺寸应小于最小骨料粒径的三分之一；(3)湿筛试件与全级配试件数值模拟结果验证了试件的尺寸效应。在全级配混凝土三分点梁弯拉试验的模拟计算中，讨论了界面单元、固化水泥砂浆基底强度及损伤参数对计算结果的影响。通过细观结构数值模拟，直观显示了混凝土试件单轴受压和三分点梁抗弯曲试验在不同加载阶段微裂缝产生、扩展直至失稳的过程，及其宏观应力-应变曲线的变化情况。基于有关文献资料给定的混凝土各相参数得到的数值模拟结果与试验统计结果相符。     

混凝土破裂过程三维数值模拟及CT验证

将混凝土简化成由骨料、水泥砂浆及其二者之间的界面层所组成的三相复合材料,建立了混凝土骨料随机分布三维模型,用界面单元多次细分技术进行有限元网格划分,基于弹性损伤本构关系采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化,用弹性模量的折减程度来反映混凝土试件在加载过程中的损伤程度。对混凝土圆柱体试件进行了数值模拟计算,并从混凝土破坏过程图和荷载-位移曲线图两方面比较了数值模拟的破坏过程与CT试验结果,发现试件破坏时裂纹的萌生、扩展过程与CT观测到的过程具有相似性,说明用本文建立的三维数值模型模拟混凝土材料的损伤破坏过程是基本可行的。     

基于数字图像处理的混凝土细观有限元建模

将混凝土看成由水泥砂浆、粗骨料及两者之间的界面组成的三相复合材料。采用MATLAB图像处理工具,选取窗口大小为5×5的像素矩阵对二值图像进行中值滤波处理,然后以结构元素形状为disk、结构半径为2的像素矩阵进行图像形态学处理,最后对图像进行边缘检测以提取二维混凝土骨料边界。基于8连通区域的图像轮廓跟踪算法,运用几何矢量转换技术得到混凝土细观结构图,并在有限元软件ANSYS中对细观数值模型进行了加载试验。结果表明,用该方法得到的细观数值模型与原图像吻合好,可真实地研究混凝土在宏、细观方面的力学性能。     

基于细观结构性能和尺度的混凝土材料层次尺寸效应解析理论

本文以细观为基本研究尺度,认为混凝土材料层次尺寸效应主要根源于粗骨料、砂浆以及界面等细观结构性能和尺度的不确定性。首先,基于建立的能够考虑细观结构影响的混凝土I-型裂缝断裂破坏分析模型,采用理论解析法对不同级配混凝土宏观力学性能预测方法进行了修正;进而,提出了一套混凝土材料层次尺寸效应解析理论,并分析了混凝土宏观力学性能随细观结构性能和尺度的变化行为。分析结果表明:单轴拉伸加载条件下,强骨料夹杂混凝土中界面力学性能、骨料含量和最大骨料粒径均显著影响细观断裂裂缝中界面裂缝的占比,从而影响到混凝土宏观力学性能随细观结构性能和尺度的变化行为。     

旧混凝土防渗渠道破坏的原因及修补改建措施

混凝土是我国渠道防渗工程主要采用的工程材料之一。但我国旧的混凝土防渗渠道经过输水运行后 ,存在着破坏现象 ,有的甚为严重 ,影响了工程的安全运行、效益发挥和防渗效果。为了合理修补改建此类工程 ,笔者根据自己的体会并参考有关资料 ,对旧混凝土防渗渠道破坏的原因及修补改建措施 ,提出初步意见 ,供讨论、交流和参考。     

混凝土坝接缝灌浆水管冷却三维仿真计算研究

采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法对接缝灌浆水管冷却问题进行了计算研究，对冷却水温、冷却延续天数进行了敏感性分析，提出了只进行一期水管冷却，并在适当“超冷”情况下进行大坝接缝灌浆的建议，不但简化了施工步序，也有利于大坝的整体性，计算结果研究可供混凝土施工设计参考应用。     

安康水电站大坝变形监测设施改造及成果分析

简要介绍了安康水电站大坝变形监测系统存在的问题,及其实施自动化改造的方案、内容和经验。分析了改造后的大坝变形监测自动化系统近2年来的运行成果,并与人工观测数据进行了对比分析。结果表明,安康大坝变形自动化监测系统运行稳定、测值可信,监测自动化改造工程达到了预期目标。     

基于CT图像的混凝土受拉破损机理分析

通过混凝土在单轴拉伸荷载作用下的X射线CT试验,研究了混凝土受拉破损的机理.结果表明:CT差值图像可以有效识别裂纹;混凝土试件从初始裂纹出现到试件被破坏发展十分迅速;混凝土受拉破坏可以分为初始裂纹、孔洞的压密阶段,微裂纹的萌生和稳定发展阶段,裂纹贯通、宏观裂纹的出现及试件的破坏阶段.     

混凝土三维随机参数化骨料模型

在细观层次上，混凝土被认为是由粗骨料、水泥砂浆以及二者间的粘结界面所组成的一种三相非均质复合材料。在三维情形下，基于参数曲面的自由变形技术，将混凝土骨料及粘结界面，用确定的、形式统一的参数方程予以表示，建立了混凝土随机参数化骨料数学模型；以骨料为卵石的混凝土为例，给出了级配、配合比等都可控制的骨料含量超过50%的随机混凝土数值试样，提出了用“参数映射法”对试件进行有限元网格剖分的方法。该数学模型较好地描述了骨料、砂浆与粘结界面组成的三维三相复合结构形式，为进一步在细观层次上研究和确定混凝土的动力学性能，打下了基础。     

某混凝土拱坝三维非线性有限元分析

拱坝结构中混凝土处于多维受力状态,由于混凝土早期裂缝、内部缺陷、材料非线性等因素,必然导致混凝土结构的非线性反映。文中应用多轴强度准则,对某拱坝进行三维非线性有限元仿真分析,得出其应力位移规律、极限承载力,为该拱坝的设计提供了参考。     

基于冲击弹性波的CT技术的原理及在水工混凝土结构无损检测中的应用

本文阐述了基于冲击弹性波的弹性波层析扫描（CT）技术的基本原理和在两个典型水工混凝土结构内部质量无损检测中的实际应用情况。冲击弹性波一般由激振锤激发,能量大且集中,测试深度显著提高,现场操作简便,对工作面要求低,与传统的超声波方法相比具有明显的优越性;检测设备自身先进的接收、采集、滤波、分析手段使测试结果受介质内杂散波的影响很小,保证了检测的精度,大大缩短了检测、数据采集、分析、形成结果的时间;检测得出的弹性波（P波）波速能够与混凝土的力学性能（动弹性模量和强度）建立直接的物理相关关系。以上优点将会使本项技术在水工混凝土结构无损检测领域得到更为广泛的应用。     

基于面板数据分析方法的混凝土拱坝变形数据时空聚类模型

变形数据可以直接表征混凝土拱坝安全状况,但传统变形分析一般仅针对单个监测点,不同监测点之间变形的相似和关联性质仍有待挖掘.基于时空数据挖掘领域的聚类方法,分析混凝土拱坝变形序列的变化过程,提取变形序列的相似性特征;提出混凝土拱坝变形数据不同时间截面、不同测点变形序列的绝对距离、增量距离、增速距离3种相似性指标及相应的综...     

混凝土拱坝横缝开度三维仿真计算研究

采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法，耦合非线性接触问题，对混凝土拱坝横开度进行了计算研究，得出了横缝开度随时间变化的情况，计算说明靠近地基和坝体上部的横缝开度较小，不满足接缝灌浆要求，应采取必要的工程措施以确保大坝安全。     

多裂纹混凝土等效断裂模型研究

根据混凝土材料断裂过程区存在尺寸效应这一特点,结合混凝土断裂韧度的尺寸效应规律,对混凝土有效裂缝扩展量进行了研究,得到反映尺寸效应规律的有效裂缝扩展量表达式,进而得到与试件尺寸相关的混凝土多裂纹等效断裂模型,使得多裂纹等效断裂模型更符合断裂过程区的尺寸效应规律。同时,通过与在实际工程中已用的其他模型的计算结果相比较,得出此模型比较可靠的结论。