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《凍融循環(huán)作用下混凝土孔隙結構特征及損傷演化規(guī)律研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、分類號:TU52810710-2015128003碩士學位論文凍融循環(huán)作用下混凝土孔隙結構特征及損傷演化規(guī)律研究韓女導師姓名職稱田威教授專業(yè)學位類別申請學位類別工學碩士巖土工程及領域名稱論文提交日期2018年4月20日論文答辯日期2018年6月4日學位授予單位長安大學Investigationofconcreteporestructureanddamageevolutionunderfreeze-thawcyclesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：N
2、vHanSupervisor：Prof.WeiTianChang’anUniversity,Xi’an,China摘要伴隨著人類生存空間的不斷擴展和生存環(huán)境的日趨多樣化，大量混凝土結構長期處于極其惡劣的環(huán)境之下，其中在高寒地區(qū)凍融循環(huán)作用對混凝土材料力學性能和耐久性影響巨大。作為一種典型的人工復合材料，混凝土包含的三相結構（孔隙、骨料、砂漿）特征與其宏觀性能存在著密切的關系，開展針對凍融循環(huán)作用下混凝土三相結構演化規(guī)律相關研究對深入探討混凝土材料損傷破壞機理，指導混凝土材料配合比與生產工藝改進具有極為重要的意義?？紫督Y構
3、是混凝土材料三相結構中對其抗凍性能影響最為直接的組成部分，目前的研究主要集中在定性分析以及以孔隙率為主要參數(shù)的初步定量分析當中。然而，該方法僅能表征孔隙結構的部分特征。因此在混凝土材料細微觀結構研究中引入孔徑分布等參數(shù)，全面考慮孔結構特征具有重要意義。開展工作如下：（1）開展了凍融循環(huán)作用下混凝土材料內部孔隙結構演化規(guī)律的研究。研究中在傳統(tǒng)孔隙結構測試方法壓汞法的基礎上，引入CT掃描技術，將孔隙孔徑測試范圍擴大至10nm至10mm。在CT掃描研究中，引入CT數(shù)均值和盒維數(shù)分型模型，其中CT數(shù)均值能夠較為粗略地描述混凝土試
4、樣在凍融循環(huán)作用下的損傷過程，而盒維數(shù)分型模型能夠有效體現(xiàn)CT可識別孔的分形特征。針對孔隙率作為單一參數(shù)在描述孔隙結構特征方面的不足，文中引入了孔徑分布、孔隙數(shù)量等參數(shù)作為輔助。研究表明，凍融循環(huán)后有害孔比重逐漸增長，經歷100次凍融循環(huán)后混凝土孔隙結構發(fā)生了顯著的變化。（2）建立了混凝土細觀孔隙結構特征與宏觀力學性能的關系，并引入了損傷理論，在分析凍融循環(huán)作用下混凝土宏觀破壞發(fā)展規(guī)律的基礎上，結合研究中的CT掃描試驗數(shù)據建立了以孔隙率、CT數(shù)均值和CT數(shù)標準差為參數(shù)的損傷模型，研究表明損傷變量與凍融循環(huán)次數(shù)具有較強的線
5、性相關關系，其中孔隙率損傷參數(shù)和CT數(shù)標準差損傷參數(shù)均能較好地反應凍融循環(huán)損傷過程度，而CT數(shù)均值損傷參數(shù)在損傷程度較大時有效性較差。（3）基于CT掃描建立的數(shù)字模型，分別采用立體光刻和三維噴墨兩種3D打印工藝制備了包含混凝土細觀結構特征的3D打印試樣并開展了宏觀力學試驗。研究表I明，3D打印技術能夠精確還原混凝土內部細觀孔隙結構特征，其中，立體光刻技術能夠實現(xiàn)混凝土材料的三相結構打印。3D打印試樣的孔結構-宏觀強度關系與其打印工藝及打印材料密切相關，采用三維噴墨工藝指標的試樣與真實混凝土試樣孔結構-強度關系上一致性較強
6、。關鍵詞：凍融循環(huán)；X-rayCT；孔隙結構；3D打印*基金項目：國家自然科學基金面上項目（51579013）IIAbstractDuetotheexpansionofhumanlivingspaceandthediversificationoflivingenvironments,numerousconcretestructureshavebeenexposedtorigorousspecialconditions.Freeze-thaw(F-T)cyclesinfluencedthemechanicalpropert
7、iesanddurabilityofconcreteincoldregions.Asatypicalartificialcomposite,thecomplexmeso-andmicro-internalstructureofconcreteimpartsitsmacro-properties,sotheinvestigationofinternalmeso-andmicro-structurehasanimportantmeaningtothefurtherresearchonthedamagemechanismand
8、improvementofmixproportionandmanufacturingtechniques.Theporestructureisanimportantpartofconcreteinternalstructurewhichinfluencesthefrostresistancedirectly.Most
