一种混凝土氯离子扩散与渗透作用的模拟方法

摘要

本发明公开了一种混凝土氯离子扩散与渗透作用的模拟方法。离散化用实体单元建立空间模型；前处理将实体单元进行分类；判断识别内部空腔并修正实体单元各面的氯离子浓度；计算氯离子浓度差，再施加荷载计算应力差值然后修正扩散系数；建立三维非均匀单元的元胞自动机模型，得到进化系数；计算得到时间差值内每个实体单元各面的氯离子浓度；迭代计算完成对氯离子在混凝土中扩散与渗透作用的模拟。本发明使扩散模型应用到了结构层次上，也不再局限于规则单元；模型同时考虑浓度梯度引起的扩散作用和压力梯度引起的渗透作用，从结构层面上模拟氯离子对混凝土的侵蚀效应，可有针对性地进行老化结构的维护和修复，使得选择更加合理。

主权项

一种混凝土氯离子扩散与渗透作用的模拟方法，其特征在于包括如下步骤：1)将桥梁结构离散化，用实体单元建立桥梁结构的空间模型；2)进行前处理，将实体单元根据暴露在空气中表面数目进行分类；3)对暴露在空气中的实体单元进行进一步的处理，判断识别该实体单元是否位于箱梁结构的内部空腔壁上，然后修正该实体单元进行元胞自动机计算时的环境氯离子浓度；4)计算相邻实体单元的氯离子浓度差，再根据桥梁结构设计规范对结构施加荷载计算相邻实体单元之间的应力差值，通过应力差值判断实体单元的应力处于受拉状态还是受压状态，然后修正扩散系数D_σ；5)建立三维非均匀单元的元胞自动机模型，计算得到进化系数；6)通过进化系数计算得到时间差值内每个实体单元各面的氯离子浓度；7)重复以上步骤迭代计算得到各个时期的氯离子浓度，完成对氯离子在混凝土中扩散与渗透作用的模拟。