一种基于毛细孔应力作用下混凝土弹性模量的开裂预测方法技术

本申请提供一种基于毛细孔应力作用下混凝土弹性模量的开裂预测方法，包括根据建立的混凝土收缩模型，获取混凝土在第一时刻的第一毛细孔应力，以及在第二时刻的第二毛细孔应力，并根据第一毛细孔应力，获取混凝土在第一时刻的第一收缩应变，根据第二毛细孔应力，获取混凝土在第二时刻的第二收缩应变，以及根据第一收缩应变及第二收缩应变，获取混凝土在第一时刻至第二时刻内的平均弹性模量，平均弹性模量采用以下公式获得：E

【技术实现步骤摘要】
一种基于毛细孔应力作用下混凝土弹性模量的开裂预测方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，尤其涉及一种基于毛细孔应力作用下混凝土弹性模量的开裂预测方法。

技术介绍

[0002]目前，混凝土结构或构件已被广泛应用于现代生产生活中，其中针对于混凝土的约束拉应力的计算，是预测混凝土早期开裂的重要手段。
[0003]现有技术中，使用混凝土的静力受压弹性模量来计算混凝土的约束拉应力，如，在国内《混凝土物理力学性能试验方法标准》所公开的方法中，通常使用测得的应力—应变曲线的斜率来作为混凝土的静力受压弹性模量，然而，由于上述方法中荷载加载过程迅速，故通过其所测试得到的混凝土静力受压弹性模量来计算混凝土的约束拉应力可能会导致不准确，进而会导致后续针对混凝土的早期开裂预测不够精确，而使得其处于较高的开裂风险中。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种基于毛细孔应力作用下混凝土弹性模量的开裂预测方法，用于解决现有技术中针对混凝土的早期开裂预测不够精确的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种基于毛细孔应力作用下混凝土弹性模量的开裂预测方法，包括：
[0006]根据建立的混凝土收缩模型，获取混凝土在第一时刻的第一毛细孔应力，以及在第二时刻的第二毛细孔应力；
[0007]根据所述第一毛细孔应力，获取所述混凝土在所述第一时刻的第一收缩应变，以及根据所述第二毛细孔应力，获取所述混凝土在所述第二时刻的第二收缩应变；
[0008]根据所述第一收缩应变及所述第二收缩应变，获取所述混凝土在所述第一时刻至所述第二时刻内的平均弹性模量；其中所述平均弹性模量采用以下公式获得：E
t
(Δt)＝(σ
c
(t2)
‑
σ
c
(t1))/(ε
f
(t2)
‑
ε
f
(t1))，Δt＝t2‑
t1，σ
c
(t1)为所述第一毛细孔应力，σ
c
(t2)为所述第二毛细孔应力，ε
f
(t1)为所述第一收缩应变，ε
f
(t2)为所述第二收缩应变；
[0009]根据所述平均弹性模量，预测所述混凝土是否开裂。
[0010]在一种可选的实现方式中，所述混凝土在第一时刻的第一毛细孔应力，采用以下公式获得：
[0011][0012]其中，γ是毛细孔内壁的表面张力，在20℃时等于7.28
×
10
‑2N/m；θ为表示液固界面的接触角(对于混凝土来说为0)；r为所述混凝土在所述第一时刻t1的最可几孔径。
[0013]在一种可选的实现方式中，所述混凝土收缩模型，为一个无约束的混凝土自由收缩模型，则所述根据所述第一毛细孔应力，获取所述混凝土在所述第一时刻的第一收缩应
变，包括：
[0014]在所述第一时刻，获取所述混凝土在所述第一毛细孔应力作用下的自由收缩位移；
[0015]根据所述第一毛细孔应力，及所述自由收缩位移，获取所述混凝土在所述第一时刻的第一收缩应变。
[0016]在一种可选的实现方式中，所述根据所述平均弹性模量，预测所述混凝土是否开裂，包括：
[0017]根据约束参数建立约束收缩模型，并根据所述约束收缩模型，获取所述混凝土在所述第一时刻的第三收缩应变，以及所述混凝土在所述第二时刻的第四收缩应变；
[0018]根据所述第三收缩应变及所述第四收缩应变，获取所述混凝土在所述第一时刻至所述第二时刻对应的约束拉应变范围；
[0019]根据所述平均弹性模量及所述约束拉应变范围，预测所述混凝土是否开裂。
[0020]在一种可选的实现方式中，所述约束收缩模型为一个受钢板约束的混凝土约束收缩模型，所述钢板的长度为1000mm且所述钢板的厚度为20或40或60mm，所述钢板的长度与所述混凝土的长度相同。
[0021]在一种可选的实现方式中，所述获取所述混凝土在所述第一时刻的第三收缩应变，包括：
[0022]在所述第一时刻，获取所述混凝土及所述钢板各自的约束收缩位移；其中，所述约束收缩位移在所述混凝土的长度的延伸方向上；
[0023]根据所述约束收缩位移，获取所述混凝土在所述第一时刻的第三收缩应变。
[0024]在一种可选的实现方式中，所述根据所述第三收缩应变及所述第四收缩应变，获取所述混凝土在所述第一时刻至所述第二时刻对应的约束拉应变范围，包括：
[0025]根据所述第三收缩应变及所述第四收缩应变，分别获取所述混凝土在所述第一时刻及所述第二时刻各自对应的约束拉应变值；其中，所述约束拉应变值采用以下方式获得：ε
t
＝ε
f
‑
ε
r
，ε
r
为所述混凝土根据所述约束收缩模型获得的收缩应变，ε
f
为所述混凝土根据所述混凝土自由收缩模型获得的收缩应变；
[0026]根据获得的各约束拉应变值，获取所述混凝土在所述第一时刻至所述第二时刻对应的约束拉应变范围。
[0027]在一种可选的实现方式中，所述根据所述平均弹性模量，预测所述混凝土是否开裂，包括：
[0028]获取所述混凝土在所述第一时刻至所述第二时刻的混凝土抗拉强度曲线，以及根据所述平均弹性模量及所述约束拉应变范围，获取所述混凝土在所述第一时刻至所述第二时刻的约束应力曲线；
[0029]若所述约束应力曲线及所述混凝土抗拉强度曲线存在交点，则预测所述混凝土会开裂，并根据所述交点，预测所述混凝土的开裂时刻。
[0030]第二方面，本申请实施例提供一种基于毛细孔应力作用下混凝土弹性模量的开裂预测装置，包括：
[0031]毛细孔应力获取模块，用于根据建立的混凝土收缩模型，获取混凝土在第一时刻的第一毛细孔应力，以及在第二时刻的第二毛细孔应力；
[0032]收缩应变获取模块，用于根据所述第一毛细孔应力，获取所述混凝土在所述第一时刻的第一收缩应变，以及根据所述第二毛细孔应力，获取所述混凝土在所述第二时刻的第二收缩应变；
[0033]弹性模量获取模块，用于根据所述第一收缩应变及所述第二收缩应变，获取所述混凝土在所述第一时刻至所述第二时刻内的平均弹性模量；其中所述平均弹性模量采用以下公式获得：E
t
(Δt)＝(σ
c
(t2)
‑
σ
c
(t1))/(ε
f
(t2)
‑
ε
f
(t1))，Δt＝t2‑
t1，σ
c
(t1)为所述第一毛细孔应力，σ
c
(t2)为所述第二毛细孔应力，ε
f
(t1)为所述第一收缩应变，ε
f
(t2)为所述第二收缩应变；
[0034]预测模块，用于根据所述平均弹性模量，预测所述混凝土是否开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毛细孔应力作用下混凝土弹性模量的开裂预测方法，其特征在于，包括：根据建立的混凝土收缩模型，获取混凝土在第一时刻的第一毛细孔应力，以及在第二时刻的第二毛细孔应力；根据所述第一毛细孔应力，获取所述混凝土在所述第一时刻的第一收缩应变，以及根据所述第二毛细孔应力，获取所述混凝土在所述第二时刻的第二收缩应变；根据所述第一收缩应变及所述第二收缩应变，获取所述混凝土在所述第一时刻至所述第二时刻内的平均弹性模量；其中所述平均弹性模量采用以下公式获得：E
t
(Δt)＝(σ
c
(t2)
‑
σ
c
(t1))/(ε
f
(t2)
‑
ε
f
(t1))，Δt＝t2‑
t1，σ
c
(t1)为所述第一毛细孔应力，σ
c
(t2)为所述第二毛细孔应力，ε
f
(t1)为所述第一收缩应变，ε
f
(t2)为所述第二收缩应变；根据所述平均弹性模量，预测所述混凝土是否开裂。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝土在第一时刻的第一毛细孔应力，采用以下公式获得：其中，γ是毛细孔内壁的表面张力，在20℃时等于7.28
×
10
‑2N/m；θ为表示液固界面的接触角(对于混凝土来说为0)；r为所述混凝土在所述第一时刻t1的最可几孔径。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混凝土收缩模型，为一个无约束的混凝土自由收缩模型，则所述根据所述第一毛细孔应力，获取所述混凝土在所述第一时刻的第一收缩应变，包括：在所述第一时刻，获取所述混凝土在所述第一毛细孔应力作用下的自由收缩位移；根据所述第一毛细孔应力，及所述自由收缩位移，获取所述混凝土在所述第一时刻的第一收缩应变。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均弹性模量，预测所述混凝土是否开裂，包括：根据约束参数建立约束收缩模型，并根据所述约束收缩模型，获取所述混凝土在所述第一时刻的第三收缩应变，以及所述混凝土在所述第二时刻的第四收缩应变；根据所述第三收缩应变及所述第四收缩应变，获取所述混凝土在所述第一时刻至所述第二时刻对应的约束拉应变范围；根据所述平均弹性模量及所述约束拉应变范围，预测所述混凝土是否开裂。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述约束收缩模型为一个受钢板约束的混凝土约束收缩模型，所述钢板的长度为1000mm且所述钢板的厚度为20或40或60mm，所述钢板的长度与所述混凝土的长度相同。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述混凝土在所述第一时刻的第三收缩应变，包括：在所述第一时刻，获取所述混凝土及所述钢板各自的约束收缩位移；其中，所述约束收缩位移在所述混凝土的...

【专利技术属性】
技术研发人员：华建民，周枫滨，黄乐鹏，杨妮，吴岱峰，谢卓霖，陈林，康健，
申请(专利权)人：重庆城投基础设施建设有限公司，
类型：发明
国别省市：