硫酸鹽侵蝕下混凝土應(yīng)力效應(yīng)數(shù)值分析.pdf

1、環(huán)境因素所引起的化學(xué)作用是導(dǎo)致混凝土材料耐久性退化、混凝土結(jié)構(gòu)提前失效和工程結(jié)構(gòu)服役壽命縮短的重要原因之一。硫酸鹽侵蝕是引起混凝土耐久性損傷的環(huán)境因素之一，它所引起的混凝土損傷破壞機(jī)理是環(huán)境硫酸根離子滲入混凝土內(nèi)部與其組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成具有膨脹性的侵蝕晶體，從而在混凝土內(nèi)產(chǎn)生體積膨脹而形成應(yīng)力效應(yīng)。建立硫酸鹽侵蝕下混凝土應(yīng)力效應(yīng)的計(jì)算方法對于分析混凝土材料性能退化規(guī)律及開展工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)是十分必要的。本文圍繞硫酸鹽侵蝕下的混凝土耐

2、久性力學(xué)問題，通過理論建模、數(shù)值模擬，分析硫酸鹽侵蝕引起的混凝土應(yīng)力效應(yīng)變化規(guī)律。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)根據(jù)硫酸根離子在混凝土中的擴(kuò)散反應(yīng)規(guī)律，基于Fick定律和反應(yīng)動力學(xué)方程，膨脹產(chǎn)物以鈣礬石為例，建立在硫酸鹽侵蝕下混凝土內(nèi)體積膨脹應(yīng)變的計(jì)算公式。
　　(2)基于彈性力學(xué)變分原理及有限元方法中的Galerkin法，根據(jù)硫酸鹽侵蝕過程中鈣礬石引起的混凝土體積膨脹特征，建立了硫酸鹽侵蝕下混凝土應(yīng)力效應(yīng)分析的平面問題基

3、本方程及其弱形式，并在此基礎(chǔ)上獲得了硫酸鹽侵蝕下混凝土應(yīng)力效應(yīng)分析的有限元基本方程。
　　(3)應(yīng)用無網(wǎng)格徑向基插值方法，建立了混凝土受硫酸鹽侵蝕作用下應(yīng)力應(yīng)變分析有限元基本方程的求解方法，給出了相應(yīng)的無網(wǎng)格方法求解格式，并在此基礎(chǔ)上，利用Matlab語言編制了一套二維靜力無網(wǎng)格方法的計(jì)算分析程序，該程序可用以分析硫酸鹽侵蝕下混凝土受膨脹體積應(yīng)變作用的宏觀應(yīng)力效應(yīng)。
　　(4)利用所編制的計(jì)算機(jī)程序，分析了浸泡在硫酸鈉溶液中