基于元胞自动机的开裂混凝土氯离子扩散模拟与分析

摘要：

为获得氯离子在开裂混凝土中的浓度分布以及分析裂缝形状、分布形式、偏转角度对混凝土中氯离子扩散效应的影响,根据氯离子在开裂混凝土中的扩散机理,利用元胞自动机和均匀化等效分析方法,建立了模拟开裂混凝土中氯离子扩散过程的元胞自动机模型,并利用数值试验对模型中元胞尺寸进行了优化.研究结果表明:在不影响计算精度的情况下,为提高模型的计算效率,推荐采用元胞尺寸大小为0.5 mm;除个别数据外,模型模拟结果、试验结果与有限元分析结果吻合良好,最大偏差不超过10％;"V"形裂缝中氯离子浓度约为矩形裂缝的0.52倍;曲线形裂缝和折线形裂缝中氯离子浓度约为直线形裂缝的0.87倍和0.89倍;当裂缝偏转角从0° 分别增大至10°、20°、30° 时,裂缝端部氯离子浓度分别减小3.3％、21.9％、29.8％;裂缝对其周围氯离子扩散区域的影响范围与裂缝形状、分布形式和偏转角度无关,对裂缝周围氯离子扩散效应的影响主要集中在裂缝左右18 mm的范围内.

关键词：裂缝、元胞自动机、耐久性、混凝土、氯离子

所属期刊栏目：57

分类号：TU528(建筑材料)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;甘肃省建设科技攻关项目;甘肃省教育科技创新项目;甘肃省教育厅青年博士基金项目

在线出版日期：2022-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：360-368