混凝土结构材料的损伤特性及其本构模型

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 混凝土碱硅酸反应（ASR）损伤

1．2．2 混凝土溶蚀损伤

1．2．3 混凝土硫酸盐侵蚀损伤

1．2．4 钢筋锈蚀损伤

1．3 本书内容体系

1．3．1 绪论

1．3．2 碱硅酸反应（ASR）混凝土的损伤及其本构模型

1．3．3 溶蚀混凝土的损伤及其本构模型

1．3．4 硫酸盐侵蚀混凝土的损伤及其本构模型

1．3．5 不同腐蚀条件下混凝土内钢筋的锈蚀特征及其本构

模型

第2章 碱硅酸反应（ASR）混凝土的损伤及其本构模型

2．1 有效碱及ASR化学反应过程计算模型

2．1．1 混凝土ASR机理的提出

2．1．2 混凝土ASR的有效碱

2．1．3 基于扩散的ASR化学反应过程计算模型

2．1．4 基于固相反应的ASR化学反应过程计算模型

2．2 混凝土ASR膨胀的计算模型

2．2．1 ASR凝胶成分及体积分析

2．2．2 基于弹性力学的ASR膨胀模型

2．2．3 基于弹塑性力学的模型

2．3 混凝土ASR膨胀试验研究与数值计算

2．3．1 ASR对混凝土膨胀及力学性能影响的试验研究

2．3．2 试验结果分析

2．3．3 混凝土ASR膨胀模型的实例计算

2．4 ASR混凝土单轴受压本构关系

2．4．1 单轴受压应力一应变全曲线试验

2．4．2 试验现象与分析

2．4．3 ASR混凝土损伤分析

2．4．4 应力一应变全曲线的拟合

2．5 基于细观力学的ASR混凝土的数值模拟

2．5．1 材料非线性问题的有限元求解

2．5．2 混凝土材料二维骨料模型的生成方法

2．5．3 二维随机圆形骨料的生成

2．5．4 ASR混凝土二维细观力学模型的数值分析

2．6 本．小结

第3章 溶蚀混凝土的损伤及其本构模型

3．1 溶蚀混凝土的损伤表征方法

3．1．1 试验方法及配合比

3．1．2 与强度衰减相关联的表征方法对比

3．1．3 溶蚀混凝土单轴压缩本构关系试验研究

3．2 溶蚀混凝土结构损伤及溶蚀机理分析

3．2．1 试验原材料及配合比

3．2．2 测试方法

3．2．3 试验结果

3．3 混凝土中钙离子溶出过程数值模拟

3．3．1 钙离子溶出试验研究

3．3．2 混凝土中钙离子溶出模型

3．3．3 钙离子溶出过程模拟

3．4 溶蚀一力学耦合作用下混凝土弹塑性本构模型

3．4．1 混凝土弹塑性损伤本构模型建立

3．4．2 模型中各参数的确定及计算过程

3．5 本构模型数值模拟及验证

3．5．1 溶蚀水泥基材料的应力一应变关系试验研究

3．5．2 溶蚀混凝土弹塑性本构模型数值模拟

3．5．3 基于细观结构的溶蚀水泥基材料损伤本构模型

3．6 本．小结

第4章 硫酸盐侵蚀混凝土的损伤及其本构模型

4．1 基于粗糙集理论的硫酸盐侵蚀评价指标重要性分析

4．1．1 粗糙集

4．1．2 硫酸盐侵蚀试验设计及试验结果

4．1．3 粗糙集决策模型

4．1．4 应用

4．2 硫酸盐腐蚀混凝土单轴受压本构关系试验研究

4．2．1 试验研究方案

4．2．2 硫酸盐侵蚀混凝土损伤分析

4．2．3 受硫酸盐侵蚀混凝土应力一应变曲线与分析

4．2．4 受硫酸盐侵蚀混凝土应力一应变曲线拟合

4．3 硫酸盐侵蚀混凝土微结构损伤及其力学性能研究

4．3．1 试验原材料及配合比

4．3．2 测试方法

4．3．3 试验结果及分析

4．4 基于扰动状态理论的硫酸盐侵蚀混凝土受压本构模型

4．4．1 扰动状态理论

4．4．2 扰动状态理论研究方法

4．4．3 硫酸盐侵蚀混凝土扰动模型

4．4．4 模型验证及方法提炼

4．5 基于细观力学的硫酸盐侵蚀混凝土的数值模拟

4．5．1 混凝土细观力学研究方法

4．5．2 硫酸盐侵蚀混凝土细观数值模拟

4．5．3 数值模拟结果及分析

4．6 本．小结

第5章 不同腐蚀条件下混凝土内钢筋的锈蚀特征及其本构模型

5．1 钢筋不均匀锈蚀几何特征的表征方法

5．1．1 分形理论简介

5．1．2 试验研究方案

5．1．3 蚀坑平面形态的表征

5．1．4 蚀坑深度的表征

5．1．5 断口分析

5．1．6 锈蚀损伤变量的建立

5．2 不同腐蚀条件下混凝土中钢筋的不均匀锈蚀几何特征

5．2．1 试验研究方案

5．2．2 氯盐及其与应力耦合作用下混凝土内钢筋的锈蚀特性

5．2．3 杂散电流及其与应力耦合作用下钢筋的锈蚀特性

5．2．4 碳化及其与应力耦合作用下钢筋的锈蚀特性

5．2．5 试验结果分析与讨论

5．3 不同锈蚀特征对钢筋拉伸性能的影响

5．3．1 不同锈蚀特征对钢筋力学性能影响的有限元分析

5．3．2 锈蚀钢筋力学性能退化规律

5．4 基于GTN模型的锈蚀钢筋拉伸过程模拟及本构关系预测

5．4．1 GTN含孔洞材料细观损伤模型

5．4．2 修正GTN模型参数分析及确定

5．4．3 基于修正GTN模型的锈蚀钢筋损伤演化的数值模拟

5．5 本小结

参考文献

《混凝土结构材料的损伤特性及其本构模型》在国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（No：2009（28623203）和国家自然科学基金项目（No；51008276）的资助下，对不同腐蚀环境下混凝土结构材料的耐久性损伤问题开展了大量理论分析、数值模拟及试验研究工作。全书共5章，内容包括碱硅酸反应、溶蚀、硫酸盐侵蚀混凝土以及锈蚀钢筋的损伤特性与表征，并建立相应的内蕴损伤变量的本构模型，以期为混凝土结构耐久性评估、寿命预测及计算机仿真提供理论指导． 《混凝土结构材料的损伤特性及其本构模型》可供土木建筑、工程材料、桥梁市政、港口水运、道路与铁道工程等专业的科研人员与工程技术人员从事科研、工程设计、检测、维护与管理时参考，也可供大专院校的教师、研究生及高年级本科生阅读使用。