环境作用下的混凝土力学--等效转化方法和耐久性设计
本书从环境作用下的混凝土力学作用机理出发，重点阐述硫酸盐和冻融循环作用下混凝土的物理/化学-等效转化的基本理论、严酷环境下钢筋混凝土寿命预测与耐久性设计方法。全书共6章，主要内容涵盖现代混凝土微结构演变的量化、硫酸盐在混凝土中的传输-反应-填充-膨胀过程的规律演变、混凝土在硫酸盐侵蚀下的化学-力学效应等效转化理论及方法、硫酸盐作用下混凝土力学性能评估、冻融作用下混凝土的物理损伤规律以及相应的物理-力学等效转化方法、严酷环境下钢筋混凝土耐久性设计方法等。通过这些内容，我们希望逐步引导读者深刻理解环境作用下混凝土的内部“等效力”作用原理及量化方法，并对严酷环境下混凝土结构设计与性能提升提供理论基础。
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于2019年获得国家杰出青年科学基金资助，2018年入选国家"万人计划"科技创新领军人才。
目录
第1章绪论1
1.1研究背景以及意义1
1.2硫酸盐侵蚀混凝土的试验研究以及侵蚀机理3
1.2.1硫酸盐侵蚀的定义3
1.2.2硫酸盐侵蚀混凝土的分类.4
1.3硫酸盐侵蚀混凝土模型研究14
1.3.1硫酸根离子扩散–反应模型15
1.3.2硫酸盐侵蚀化学–力学模型19
1.4冻融环境下的混凝土损伤机理22
1.4.1冻融破坏机理的研究现状23
1.4.2孔隙尺度大小对冻融的影响25
1.4.3冻融损伤模拟的研究现状25
1.5混凝土耐久性设计的国内外研究现状26
参考文献27
第2章混凝土内硫酸盐的传输行为35
2.1引言35
2.2扩散–反应模型35
2.2.1扩散模型35
2.2.2反应模型60
2.3数值求解方法63
2.3.1一维传输问题63
2.3.2二维传输问题68
2.4模型验证76
2.4.1原材料及样品76
2.4.2测试方法76
2.4.3模型计算结果与试验测试结果对比78
2.5数值模拟80
2.5.1水泥砂浆圆筒80
2.5.2混凝土圆柱85
2.5.3混凝土棱柱90
2.6本章小结91
参考文献92
第3章硫酸盐侵蚀下混凝土化学--力学效应等效转化94
3.1化学–力学等效转化方法94
3.2硫酸盐环境作用的化学–力学效应的等效转化95
3.2.1微观化学–力学响应模型95
3.2.2特征应变116
3.2.3宏观化学–力学响应127
3.3化学–力学响应模型验证142
3.4本章小结145
参考文献145
第4章硫酸盐侵蚀下混凝土性能评估与预测147
4.1硫酸盐侵蚀下混凝土的化学–力学响应预测147
4.1.1水泥砂浆圆筒147
4.1.2混凝土输水管156
4.1.3混凝土棱柱167
4.2滨海地区荷载–硫酸盐共同侵蚀下结构混凝土桩的服役性能预测171
4.2.1工程概况171
4.2.2计算参数172
4.2.3模型结果173
4.3北方盐渍土地区荷载–硫酸盐共同侵蚀下结构混凝土桩的服役性能预测178
4.3.1工程概况178
4.3.2荷载作用的轴向承载力179
4.3.3保护层破坏深度和桩的剩余直径182
4.3.4混凝土桩硫酸根离子浓度前沿186
4.4本章小结189
参考文献190
第5章物理--力学效应等效转化方法及物理作用下的混凝土损伤192
5.1引言192
5.2混凝土的物理–力学效应等效转化方法192
5.3物理–力学响应过程193
5.3.1微观孔隙结构量化193
5.3.2物理响应临界判据195
5.4微观尺度物理–力学响应模型200
5.4.1微观代表性体积单元体积变形200
5.4.2微观代表性体积单元孔隙压力203
5.4.3微观计算参数204
5.4.4物理–力学损伤的试验验证204
5.4.5微观损伤计算209
5.5宏观物理场213
5.5.1宏观物理–力学响应模型213
5.5.2宏观损伤本构模型214
5.5.3宏观物理–力学响应分析218
5.6本章小结221
参考文献222
第6章严酷环境下钢筋混凝土寿命预测及耐久性设计224
6.1严酷环境下钢筋混凝土服役寿命预测模型224
6.2严酷环境下钢筋混凝土耐久性可靠度设计方法229
6.3严酷环境下钢筋混凝土结构耐久性设计参数234
6.3.1分项系数234
6.3.2混凝土氯离子扩散系数234
6.3.3氯离子扩散系数的衰减系数235
6.3.4临界氯离子浓度236
6.3.5表面氯离子浓度239
6.3.6耐久性设计参数取值240
6.4严酷环境下钢筋混凝土全寿命周期耐久性设计方法242
6.5本章小结244
参考文献244
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