基于三维形貌的水工混凝土抗冲磨性能评价与预测

用机械探针测绘了水下钢球法试验中混凝土试件（水胶比分别为0.3、0.4、0.5）在不同冲磨时间（24～120 h）下的三维磨蚀形貌，并计算了磨蚀深度、磨蚀体积和分形维数，在此基础上，用投影寻踪回归（PPR）软件建立了考虑水胶比和冲磨时间的混凝土磨蚀损伤预测模型。结果表明：在水下钢球法试验条件下，混凝土表面形貌与冲磨时间及空间位置有关，可分为损伤区、过渡区和完好区；机械探针法能够较好地表征混凝土的冲磨时变行为；随着冲磨时间的延长，试件的磨蚀深度、磨蚀体积不断增大，分形维数增至2.60左右时逐渐趋于稳定；随着水胶比的增加，试件的磨蚀深度、磨蚀体积和分形维数均增大；建立的混凝土磨蚀损伤预测模型的计算精度较高，可为实际工程中水工混凝土的抗冲磨性能评价及寿命预测提供参考。