本发明专利技术公开了一种用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法及系统，包括：根据真实混凝土结构建立细观混凝土模型；获取真实混凝土各组分的力学、化学参数并赋予给细观混凝土模型；根据混凝土实际工作环境对细观混凝土模型施加边界条件以模拟混凝土的实际硫酸盐侵蚀开裂过程；对细观混凝土模型划分网格，并设定求解误差；构建硫酸盐侵蚀作用下的化学‑传输‑力‑相场耦合模型，根据划分网格和求解误差并结合赋予的参数和施加的边界条件采用耦合模型求解混凝土在硫酸盐侵蚀下的开裂过程。本发明专利技术通过耦合化学‑传输模型与相场模型考虑了裂纹与孔隙率对离子扩散系数的影响，为硫酸盐侵蚀下混凝土裂纹形成与扩展的数值模拟提供了一种新的计算方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水利水电工程的，具体涉及一种用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法及系统。
技术介绍
1、硫酸盐侵蚀是影响水工混凝土材料耐久性的重要因素，硫酸根离子会与水泥中的铝酸三钙作用，生成钙矾石，体积膨胀造成混凝土材料损伤破坏。西北等地区的一些水电工程不同程度地存在硫酸盐侵蚀问题，例如，八盘峡电站、盐锅峡电站、刘家峡电站、青海朝阳电站、李家峡水电站和恰甫其海水利枢纽工程等；此外，尾矿废水中的硫酸根离子也会导致大坝混凝土的性能显著下降。
2、为了对结构健康状态进行评估，需要对硫酸盐侵蚀下混凝土材料的性能演变过程进行研究。为此，学者们提出了众多数值模型，这些数值模型为硫酸盐侵蚀下混凝土结构寿命评估提供了一种更高效的方法。但是目前的数值模拟研究大多数对侵蚀过程中裂纹的考虑进行了简化。而在实际工程中，设计者们比较关心开裂对混凝土结构寿命的影响，在设计混凝土材料配合比时会考虑在特定环境下的抗裂性能，采用现有的简化方法可能难以给出合理可靠的设计建议。因此，需要对硫酸盐侵蚀下混凝土裂纹形成与扩展的数值模拟进行深一步的研究。
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【技术保护点】
1.一种用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法，其特征在于，步骤1中细观混凝土模型中的结构包括粗骨料、砂浆和界面过渡区。
3.根据权利要求1所述的用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法，其特征在于，步骤2中力学参数包括弹性模量、泊松比、抗拉强度、断裂能，化学参数包括钙离子初始扩散系数、硫酸根离子初始扩散系数。
4.根据权利要求1所述的用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法，其特征在于，步骤3中施加的边界条件包括对细观混凝土模型施加固定的硫酸根离子浓度。
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【技术特征摘要】
1.一种用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法，其特征在于，步骤1中细观混凝土模型中的结构包括粗骨料、砂浆和界面过渡区。
3.根据权利要求1所述的用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法，其特征在于，步骤2中力学参数包括弹性模量、泊松比、抗拉强度、断裂能，化学参数包括钙离子初始扩散系数、硫酸根离子初始扩散系数。
4.根据权利要求1所述的用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方法，其特征在于，步骤3中施加的边界条件包括对细观混凝土模型施加固定的硫酸根离子浓度。
5.根据权利要求1所述的用于硫酸盐侵蚀混凝土开裂分析的模拟方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王桥，罗杰，周伟，常晓林，彭张振，马刚，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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