对相邻钢筋非均匀锈蚀引发混凝土保护层开裂的细观数值模拟

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1、学兔兔www.xuetutu.com第31卷第3期建筑科学与工程学报Vo1．31N0．32O14年9月JournalofArchitectureandCivi1EngineeringSept．2O14文章编号：1673—2049(2014)03—0098—07相邻钢筋非均匀锈蚀引发混凝土保护层开裂的细观数值模拟张仁波，杜修力，金浏(fig京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室，北京100124)摘要：对2根相邻钢筋非均匀锈蚀膨胀引发的混凝土保护层破坏行为进行了细观数值模拟研究；考虑到混凝土细观结构非均质性的影响，将混凝土视为

2、由骨料、砂浆和界面过渡区组成的三相复合材料，以施加强制位移的方式模拟钢筋的非均匀锈胀作用，建立了混凝土保护层开裂分析的细观尺度数值模型，并进行了影响参数分析。结果表明：细观数值模拟结果与已有文献中的试验结果吻合良好；相邻钢筋非均匀锈蚀时会发生内部裂纹相互贯通先于和落后于外部开裂2种破坏模式；钢筋直径不是影响混凝土保护层破坏的主要参数；混凝土保护层厚度主要影响外部开裂的发展；钢筋间距则主要控制内部裂纹的相互贯通。关键词：混凝土保护层；细观数值模拟；钢筋非均匀锈蚀；锈胀机理；破坏模式中图分类号：TU375文献标志码：AMeso-scaleNu

3、mericaiSimulationonCrackProcessofConcreteCoverInducedbyAajacentRebarNon—uniformCorrosionZHANGRen—bo，DUXiu-1i，jINLiu(KeyLaboratoryofUrbanSecurityandDisasterEngineeringofMinistryofEducation，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)Abstract：Inordertoinvestigatethecr

4、ackprocessofconcretecoverinducedbytwoadjacentrebarnon—uniformcorrosion，ameso—scalenumericalmodelwasestablished．Consideringtheinfluenceofconcretemeso—structure，theconcretewasassumedtobeathree—phasecompositematerialcomposedofaggregate，mortarmatrixandinterfacialtransitionzon

5、e(ITZ)，andthemechanicaleffectofrebarnon—uniformcorrosionwassimulatedbytheforceddisplacement．Aparametricstudywasconductedbasedonthemode1．Theresultsshowthatthemeso—scalesimulationresultsarecoincidedwiththetestresultsfromtheliterature；therearetwofailurepatternsincludinginter

6、nalcrackingpenetrationtakenplacemoreeasilyordifficultthanexternalcracking；rebardiameterisnotamainparameterinfluencingthefailureofconcretecover；concretecoverthicknesseffectsthedevelopmentofexternalcrackingprincipally；andrebardistancecontrolsinternalcrackingpenetrationpredo

7、minantly．Keywords：concretecover；meso—scalenumericalsimulation；rebarnon—uniformcorrosion；corro—sionmechanism；failuremode收稿日期：201407—02基金项目：国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)项目(2011CB013600)；北京市自然科学基金重大项目(8100001)作者简介：张仁波(1989一)，男，山东德州人，工学硕士研究生，E—mail：zhangrenbo99@126．corn。学兔兔www.xuetut

8、u.com第3期张仁波，等：相邻钢筋非均匀锈蚀引发混凝土保护层开裂的细观数值模拟99中，对于2根或多根钢筋的锈蚀行为虽然有涉及，但0引言是未对其进行系统探讨。钢筋锈蚀会严重影响钢筋混凝土结构的