非飽和混凝土中氯離子傳輸機(jī)理

第１９卷第１期

２０１６年２月建筑材料學(xué)報(bào)Ｖ０１．１９，Ｎｏ．１Ｆｅｂ．，２０１６ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＢＵＩＬＤＩＮＧＭＡＴＥＲＩＡＬＳ

文章編號(hào)：１００７—９６２９（２０１６）０１—００４５—０８

非飽和混凝土中氯離子傳輸機(jī)理

賈立哲，張英姿，王開源，徐田欣，段一鳴

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱１５００９０）

摘要：基于Ｆｉｅｋ第一定律和質(zhì)量守恒定律，在水的質(zhì)量守恒方程中考慮對(duì)流作用引起的水的改變量，建立了擴(kuò)散和對(duì)流完全耦合的非飽和狀態(tài)混凝土中的氯離子傳輸理論模型；采用交替方向隱式有限差分法（ＡＤＩ）對(duì)傳輸控制方程進(jìn)行數(shù)值求解，與Ａｂａｂｎｅｈ等提出的氯離子傳輸理論模型以及美國道路與運(yùn)輸協(xié)會(huì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比．另外，基于物質(zhì)守恒定律，通過定義容量矩陣、傳遞矩陣和氯離子通過率向量，并與瞬態(tài)熱平衡方程中的各參量進(jìn)行等效，給出了基于ＡＮＳＹＳ熱分析模塊模擬非飽和狀態(tài)混凝土中氯離子傳輸?shù)臄?shù)值方法．結(jié)果表明，所提出的非飽和狀態(tài)混凝土中氯離子傳輸理論模型與美國道路與運(yùn)輸協(xié)會(huì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的吻合程度要比Ａｂａｂｎｅｈ模型更好，但２種傳輸理論模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的差距都非常�。�因此，考慮對(duì)流作用引起的水的改變量對(duì)于實(shí)際工程不會(huì)起到太大影響，但能更好地與氯離子傳輸?shù)奈锢磉^程相吻合，有助于完善非飽和狀態(tài)混凝土中氯離子傳輸?shù)睦碚擉w系．基于ＡＮＳＹＳ的非飽和狀態(tài)混凝土中氯離子傳輸模擬方法的精度不如氯離子傳輸理論模型高，但計(jì)算代價(jià)較小，適用于實(shí)際工程．

關(guān)鍵詞：非飽和混凝土；氯離子傳榆；數(shù)值模擬

中圖分類號(hào)：ＴＵ３７５文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—９６２９．２０１６．０１．００８

ＴｒａｎｓｐｏｒｔＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＣｈｌｏｒｉｄｅｉｎＮｏｎｓａｔｕｒａｔｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅ

ＪＩＡＬｉｚｈｅ，ＺＨＡＮＧＹｉｎｇｚｉ，ＷＡＮＧＫａｉｙｕａｎ，ｘＵＴｉａｎｘｉｎ，ＤＵＡＮＹｉｍｉｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００９０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｗａｔｅｒｍａｓｓｂｙｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｉｎｗａｔｅｒｍａｓｓｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎ，ａｎｅｗｃｈｌｏｒｉｄｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｍｏｄｅｌｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎＦｉｃｋ’Ｓｆｉｒｓｔｌａｗａｎｄｍａｓｓｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｌａｗ．Ｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｎｅｗｃｈｌｏｒｉｄｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｑｕａｔｉｏｎｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｂｙａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ—ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｍｐｌｉｃｉｔ（ＡＤＩ）ｆｉｎｉｔｅ—ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｈｌｏｒｉｄｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｍｏｄｅｌｂｙＡｂａｂｎｅｈａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｏｆ

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ｃｈｌｏｒｉｄｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｎｏｎｓａｔｕｒａｔｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｎｄｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｏｆｃｈｌｏｒｉｄｅ

收稿日期：２０１４—０７—１５；修訂日期：２０１４—０９—１５

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（９７３計(jì)劃）項(xiàng)目（２０１１ＣＢ０１３６００）；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（５１３０８１６６）；山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（ＺＲ２０１ＩＥＥＱ０２８）

第一作者：賈立哲（１９７８一），男，吉林長春人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)副教授，碩士生導(dǎo)師，博士．Ｅ—ｍａｉｌ：ｊｉａｌｉｚｈｅ（園ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃａ通信作者：張英姿（１９７９一），女，山東諸城人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)副教授，碩士生導(dǎo)師，博士．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｙｚｈｉｔ（薊ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｒｎ

萬方數(shù)據(jù)

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