位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
开裂混凝土有效导热系数研究:三维模拟与试验验证
  • ISSN号:0559-9350
  • 期刊名称:《水利学报》
  • 时间:0
  • 分类:TV431[水利工程—水工结构工程]
  • 作者机构:[1]河海大学水利水电学院,江苏南京210098, [2]河海大学力学与材料学院,江苏南京210098
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11132003);河海大学中央高校基本科研业务费项目(2013/B15020334)
中文摘要:

利用三维的细观数值模拟,研究了混凝土在单轴拉伸和压缩破坏过程中有效导热系数(ETC)的变化规律,并分别给出拉伸应变、压缩应变与ETC的定量关系。研究发现:(1)拉伸过程中,混凝土试件的ETC在塑性阶段显著下降(23%),但在软化阶段变化很小;(2)压缩过程中,混凝土试件的ETC在塑性强化阶段前期显著下降(30%),在塑性强化阶段后期趋于稳定,而在下降阶段又开始缓慢地减小;(3)骨料与砂浆间界面开裂所形成的界面热阻是导致混凝土ETC在塑性阶段急剧下降的主要原因;(4)开裂强化了混凝土导热性能的各向异性。随后,对单轴压缩破坏混凝土垂直于裂纹方向ETC(C-ETCV)进行了试验测量。数据表明:在单轴压缩过程塑性强化阶段前期,C-ETCV急剧下降20%~25%;在塑性强化阶段后期逐渐趋于稳定。随后利用模拟结果拟合确定了王家俊模型中的界面热阻因子,比较了王家俊模型与试验结果,两者比较吻合,证明了数值方法和王家俊模型的正确性。

英文摘要:

A mesoscopic numerical method is proposed to investigate the effective thermal conductivity(ETC) of both tensile and compressive cracked concrete,and this method is applied to obtain the quantita-tive relationships between tensile or compressive strain and ETC, respectively. The main conclusions aredrawn as follows:(a) for tensile dominated failure, concrete ETC decreases by 23% during plastic stagewhereas a very slight linear decrease is found at complete failure;(b) for compressive dominated failure,ETC decreases by 30% during earlier plastic stage, and then becomes steady afterwards. In the softeningstage,ETC linearly decreases with the increase of compressive strain;(c) it is the interfacial thermal resis-tance induced by the micro-cracks between aggregates and mortar rather than the macro-cracks that playthe dominant role in this phenomenon;(d) concrete ETC shows more anisotropy when cracks appear. Thenan experimental validation of compressive cracked concrete’s ETC vertical to cracks(C-ETCV) shows thatC-ETCV decreases by 20% ~ 25% at earlier plastic stage and then becomes steady at later plastic stage.The numerical results obtained simulations are used to determine the interfacial thermal resistance factor inWang model. A good agreement between the data from simulation, Wang model and experiment indicatesthe correctness of this study.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《水利学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水利学会 中国大坝工程学会
  • 主编:程晓陶
  • 地址:北京市复兴路甲1号中国水科院A座1117室
  • 邮编:100038
  • 邮箱:slxb@iwhr.com
  • 电话:010-68786221
  • 国际标准刊号:ISSN:0559-9350
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1882/TV
  • 邮发代号:2-183
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:43715