国家自然科学基金(50808066) 作品数:13 被引量:45 H指数:4 相关作者: 张研 张子明 宋智通 倪志强 陈忠 更多>> 相关机构: 河海大学 南京水利科学研究院 中天建设集团有限公司 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 江苏省建筑业科研计划项目 中央高校基本科研业务费专项资金 更多>> 相关领域: 建筑科学 理学 自动化与计算机技术 金属学及工艺 更多>>
水泥基材料的化学-力学耦合作用 被引量:4 2009年 水泥石良好的粘结性能和力学性能决定水泥基材料和结构的耐久性。通过试验和理论研究,发现水泥石中含钙水化物质,特别是氢氧化钙Ca(OH)2和水化硅酸钙C-S-H在化学腐蚀作用下的流失是一个复杂的过程。假定水泥基材料为宏观均匀材料,引入考虑两种水化物不同扩散过程的化学扩散模型。提出了新的化学-力学损伤本构模型,描述水泥基材料在不同化学腐蚀下的应力应变关系。综合应用提出的水泥基材料的化学-力学损伤本构关系和化学扩散模型,可以较好地反映水泥石具有时间效应的力学特性。 张研 宋智通关键词:水泥石 本构关系 化学扩散 基于细观力学的混凝土有效弹性性能预测 被引量:11 2008年 假定混凝土材料为由骨料和砂浆组成的二相复合材料,建立了混凝土随机骨料模型;按骨料与砂浆基体的弹性性能比值生成骨料较硬和较软两类试件进行有限元数值试验,系统研究了混凝土有效弹性性能预测中多种细观力学方法的优劣及各细观力学方法的适用范围.将细观力学方法预测结果与有限元数值试验得到的结果进行比较,并对这些细观力学方法预测精度及其变化规律进行了讨论.数值试验结果表明,当骨料体积和骨料与砂浆弹性模量比较大时,细观力学方法预测的结果误差较大,需要研究新的方法预测混凝土的有效弹性性能. 何巨海 张子明 艾亿谋 倪志强关键词:细观力学 混凝土 有效弹性模量 水泥基材料在宽围压范围的本构模型 被引量:5 2011年 论文首先进行了水泥石的三轴试验和静水试验,根据试验结果分析了宽围压范围下不同力学机理对水泥石宏观力学性能的影响.提出了基于热力学定律的剪切塑性、孔隙塑性与破坏准则相互作用的弹塑性损伤本构模型.该模型有效的考虑了围压对材料主要力学特征的影响,提出了与损伤准则相关联的塑性硬化函数.数值解答与试验结果比较表明,该本构模型可以很好地描述水泥石在低围压状态下的脆性、中围压下的脆-塑性转换以及高围压下的孔隙塑性为主的力学特征. 张研 邵建富关键词:水泥基材料 本构关系 基于等效时间的混凝土徐变模型 被引量:3 2011年 基于水泥浆的微观结构,研究了混凝土徐变发生的几种机理,指出徐变是由于荷载作用下混凝土内部水的运动以及与外界发生水交换而引起的.采用国外学者的试验数据,提出了基于等效时间的混凝土徐变模型,研究了不同养护温度(20℃,40℃,65℃)对混凝土徐变的影响.研究结果表明,环境温度升高加快了水泥的水化反应速率和水分的蒸发速率,混凝土的早期强度发展加快,收缩减小,因而徐变减少;温度升高降低了水泥浆中水的黏滞性,增加了混凝土的徐变;高温环境中(<70℃)混凝土的徐变将随温度的升高而增大. 陈忠 张研 周红军关键词:混凝土 徐变 等效时间 温度 基于细观尺度的混凝土绝热温升预测 被引量:6 2008年 从混凝土的热学性能和细观组成出发,建立混凝土绝热温升和水泥水化程度的关系,将绝热温升表示为水泥水化程度的函数;假定混凝土为随机骨料和水泥净浆组成的二相复合材料,取单元尺寸为100 mm×100 mm的混凝土试件,并将试件剖分为1 mm×1 mm的有限元网格,考虑单个骨料和多个随机骨料2种投放方式,从细观尺度数值模拟混凝土的绝热温升过程,研究混凝土细观结构的温度分布.结果表明,文中给出的模型可较准确地预测混凝土绝热温升;在绝热条件下,由于混凝土细观结构中骨料和砂浆的热学和力学性质差异,试件内部仍会产生温度梯度和温度应力. 宋智通 张子明 陈金杭关键词:细观尺度 混凝土绝热温升 水化程度 复合材料 温度梯度 温度应力 Elastoplastic cup model for cement-based materials 2010年 Based on experimental data obtained from triaxial tests and a hydrostatic test, a cup model was formulated. Two plastic mechanisms, respectively a deviatoric shearing and a pore collapse, are taken into account. This model also considers the influence of confining pressure. In this paper, the calibration of the model is detailed and numerical simulations of the main mechanical behavior of cement paste over a large range of stress are described, showing good agreement with experimental results. The ease study shows that this cup model has extensive applicability for cement-based materials and other quasi-brittle and high-porosity materials in a complex stress state. Yan ZHANG Jian-fu SHAO应用改进算法的对称逐步超松弛预处理共轭梯度法进行大体积混凝土仿真计算 被引量:3 2010年 针对大体积混凝土有限元仿真计算中存在计算规模大、计算时间长的问题,为克服使用直接解法导致占用内存多、耗时长和精度得不到保证的缺点,充分考虑大体积混凝土结构有限元仿真分析中温度场和位移场求解的特点,用改进算法的对称逐步超松弛预处理共轭梯度法取代直接解法,进行温度场和位移场计算中大型稀疏对称正定线性方程组的求解.采用算例计算对比了使用2种方法计算的内存占用、耗时和计算精度等情况,结果表明,该方法可完全消除整体劲度矩阵带宽对存储空间需求的影响,减少内存占用和计算耗时,且使得计算精度可灵活控制. 韩林 张子明 倪志强关键词:大体积混凝土 有限元方法 仿真计算 细观力学经典理论适用性探讨 对基于连续介质细观力学的四种均匀化经典理论,即稀疏解法、Mori-Tanaka方法、自洽法和广义自洽法的适用范围进行了探讨。假定复合材料由夹杂和基体组成的二相材料,采用随机夹杂模型程序,建立复合材料数值模型。将有限元数值... 张子明 宋智通 何巨海 赵吉坤关键词:细观力学 复合材料 夹杂 有效弹性模量 文献传递 水泥土搅拌法的室内试验研究 被引量:11 2010年 为研究水泥搅拌法加固软土的特点和主要力学特征,进行了室内多因素影响下水泥土的配比试验,定量分析了龄期、水泥种类和水泥掺入比对水泥土力学性能的影响,揭示了各种因素对水泥土抗压强度的影响规律.单轴压缩试验结果表明:水泥土抗压强度随着龄期的增长而提高;水泥种类、水泥掺入比以及养护龄期是影响水泥土抗压强度的主要因素. 徐立胜 陈忠 张研关键词:水泥土 抗压强度 水泥掺入比 龄期 数值仿真在EPS外保温结构中的应用 2009年 通过非线性有限元方法结合弹性损伤力学本构模型和相应的材料参数,实现EPS外保温结构粘结强度检验的数值仿真。研究表明,结构数值仿真结果与试验结果相吻合,可用于EPS外保温结构设计和材料选择。 张研 蒋林华 储洪强关键词:粘结强度 数值仿真