混凝土抗裂的案例
防凍混凝土=抗凍混凝土？很多工程人沒搞清楚！
但含氣量超過一定范圍時，混凝土的抗凍性反而降低，原因是含氣量增加在降低平均氣泡間距的同時，降低了混凝土強度（混凝土含氣量每增加1%抗壓強度下降3%～5%）。一般當所用的天然骨料的最大粒徑為10～40mm時，使新澆混凝土中的含氣量達到4%～7%，可獲得足夠的抗凍性。
④混凝土強度
當靜水壓力和滲透壓力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土即產生凍融破壞。因此作為表征抵抗凍融破壞能力的混凝土強度對混凝土抗凍性也有影響。當含氣量或平均氣泡間距相同時，強度高的混凝土抗凍性高于強度低的混凝土。但相對而言，強度對混凝土抗凍性的影響程度遠沒有氣泡結構大。
⑤骨料
當骨料吸水飽和，受凍后在骨料孔隙和骨料-水泥漿界面產生靜力壓力，超過骨料或界面強度時就產生凍害。因此，影響骨料抗凍性的主要因素是骨料吸水率和骨料尺寸。用吸水率大的骨料（如輕骨料）配制抗凍混凝土更依賴引氣劑的摻入；骨料尺寸越大，受凍后越容易破壞，但細骨料對混凝土的抗凍性影響不大。此外，骨料的堅固性、風化程度、粘土含量、雜質含量等對混凝土抗凍性也有影響。
⑥水泥品種和用量
水泥中隨混合材摻入量的增加，混凝土的抗凍性降低，因此抗凍混凝土用硅酸鹽水泥配制要優于用其它品種的水泥。對于非引氣混凝土，水泥品種和用量對混凝土抗凍性有一定的影響，而對于引氣混凝土，這種影響不大。
⑦混合材
粉煤灰摻量在一定范圍內，且強度和含氣量相同的條件下，摻與不摻粉煤灰的混凝土抗凍性基本相同。但當粉煤灰摻量超過一定范圍時，會降低混凝土的抗凍性。硅粉摻量不超過10%時，混凝土的抗凍性有所提高，超過15%時抗凍性則會明顯降低。
⑧養護
混凝土澆筑后的早期養護對混凝土結構實體強度有明顯的影響。
展開 關于外摻氧化鎂對混凝土耐久性的影響研究
水泥水化反應過程會釋放大量熱量，由此引起混凝土的溫度快速升高，導致混凝土結構彈性模量提高。當溫度變形受到外界寒潮或氣溫干燥收縮影響時，混凝土表面承受拉應力。若拉應力集中超過混凝土抗拉強度的極限，則會產生裂縫。裂縫嚴重影響著混凝土的耐久性，成為混凝土結構的嚴重安全隱患，對于水工大體積混凝土結構此問題更為突出，為此國內外科技工作人員為解決混凝土抗裂問題進行了大量的研究。
上個世紀70 年代，中國吉林白山重力拱壩的修建為解決混凝土抗裂問題提供了一個有效的途徑。白山重力拱壩遠超過當時規范的溫控要求，最高溫度和基礎穩定溫度達到40℃左右，然而工程運行后勘察發現，除少量的表面裂縫外未發現基礎貫穿性裂縫。后經研究表明白山大壩所采用的水泥中氧化鎂含量較高。氧化鎂水化產生的特有的自生體積膨脹是白山拱表面裂縫較少的本質原因。
采用外摻氧化鎂混凝土減少了傳統的混凝土壩溫控措施，不僅解決混凝土壩的開裂問題，還具有工程成本低，施工工藝簡單等優點，因此有巨大的應用發展前景。本文主要研究外摻氧化鎂對混凝土抗滲性、抗凍性和抗沖耐磨性能的影響。
1 試驗原材料
水泥采用曲阜中聯水泥有限公司出品的基準水泥。粉煤灰檢驗符合GB/T1596 - 2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中F 類Ⅱ級粉煤灰技術要求。粉煤灰摻量為30%。砂采用細度模數2. 7 的中砂，粗集料為石子，連續級配5 ～ 20mm。
2 外摻氧化鎂對混凝土抗滲性的影響
抗滲性能是衡量混凝土抵抗液體和氣體滲透作用的能力，是混凝土的一項重要物理性質。為考察氧化鎂摻量對混凝土抗滲性能的影響，分別進行氧化鎂摻量為0、2%、4%、6% 的混凝土在3. 5MPa 下的抗滲試驗中滲透平均高度分別為27. 8mm、24mm、22. 5mm、21. 5mm。
展開 ABAQUS纖維混凝土細觀模型基于梁單元建模
鋼纖維混凝土（SFRC）彌補了素混凝土抗裂性的不足，為建立鋼纖維混凝土的力學本構模型，本案例通過CAD隨機纖維3D插件建立隨機分布的纖維線模型，并將模型導入ABAQUS內，通過梁單元纖維模型，研究細觀纖維混凝土梁在三點彎曲下的破壞特征及荷載位移曲線。
在AutoCAD軟件內，采用CAD隨機纖維3D V1.0插件建立隨機分布的線纖維三維模型，并將纖維及長方體試件分別導出為.iges格式文件備用。
將導出的纖維模型文件以部件的形式導入到ABAQUS內。
對纖維及試件分別設置材料屬性，其中纖維設置為梁截面并采用圓形剖面，且對梁方向進行指派。
建立剛體加載板并與纖維混凝土細觀模型進行裝配，并設置相互作用。
對纖維混凝土并進行網格劃分，并將上部施加豎向位移進行加載。
創建并提交作業，查看結果。
導出荷載位移曲線。
展開 鋼管混凝土抗爆炸分析
等效單自由度分析，包教包會，
混凝土抗拉數值模擬
案例一：混凝土劈裂抗拉，如附圖的左圖，圖中試件為混凝土，試件左右為鋼桿，（這是鋼筋混凝土結構教材上很普通的圖，（比如：天津大學、同濟大學編《混凝土結構》p19）。問題是：當左鋼桿以10m/s的速度沖擊混凝土試件時，混凝土試件中垂直于沖擊方向（令其為Y方向）的應力很小(只有幾Pa)，試件右邊的鋼桿中應力為0。從動畫上看，混凝土未見裂開，但從Plot result---deform看，混凝土試件變形已經非常大。我希望：
①、混凝土Y方向的應力較大，應大于1MPa；②、當Y方向應力大于混凝土抗拉強度時，出現混凝土裂開的現象。請高手幫我會診一下，K文件請見下一個貼子（附件1），其中，混凝土材料模型采用LS-DYNA中的96#模型，
BRITTLE_DAMAGE Model。有關參數如下：密度：2500Kg/立方米；彈性模量：40GPa；泊松比：0.2；抗拉強度：5MPa；抗剪強度：6MPa；斷裂韌度（Fracture toughness，不知是否可譯為“斷裂韌度”）：14.299Kg/m，該
值取于LS-DYNA Theoretical Manual 第16.105頁推薦的值，0.8 lbs/in，按1 lb=0.454Kg和1 in=0.0254m推算出14.299Kg/m。剪切滯留系數（Shear retention，不知是否可譯為“剪切滯留系數”）：0.03(LS-DYNA手冊推 w# @& N; u I+ R1 T
薦值)；材料粘性系數：0(LS-DYNA手冊推薦值)；接下來的五個值為鋼筋參數，因本案例不考慮鋼筋，故都取0；最后一個為抗壓強度，由于不考慮壓碎，故也取0。 !
案例二：混凝土沖擊抗拉，如附圖的右圖，圖中試件為混凝土，試件左邊為鋼桿。
展開 論文建模復現-超高性能混凝土組合梁抗剪性能視頻教學 ￥99.99
<p>1、 引言</p><p>雙鋼板 - 混凝土組合結構的抗剪性能與傳統鋼筋混凝土結構存在顯著差異。該結構通過拉結筋和栓釘實現鋼板與混凝土的連接，在剪力作用下易產生界面滑移，導致試件剛度與承載力下降。本案例聚焦于論文第 4 章雙鋼板 - 混凝土組合梁的建模復現，旨在通過 ABAQUS 有限元分析軟件，對組合梁抗剪性能進行數值模擬。需特別說明的是，本次復現僅涵蓋建模過程教學，不涉及曲線擬合內容。</p><p>2、 幾何模型與材料參數</p><p>（1） 模型構建：</p><p>本案例采用減縮積分三維實體單元 C3D8R 模擬雙鋼板-混凝土組合梁試件的混凝土、栓釘和鋼板部分，該單元對位移的求解結果較精確，在網格發生扭曲變形時分析精度不會受到大的影響。拉結筋采用T3D2三維二節點線性桁架單元進行模擬，墊塊和支座采用離散剛體殼單元進行模擬。混凝土六面體網格邊長 40mm，鋼筋鋼板網格邊長 20mm，栓釘網格邊長 5mm，因為網格尺寸過大導致模型不收斂，尺寸過小明顯減慢計算速度，此種網格尺寸可以很好的模擬實際試件的受力性能。雙鋼板-混凝土組合梁數值模擬幾何模型如圖所示。
展開 混凝土質量通病防治實施方案
（1）混凝土中存在大量毛細孔道，水蒸發后毛細管中產生毛細管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力，但會使混凝土強度降低。
（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水劑可使混凝土用水量減少25％。
（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。
（4）減水劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少收縮變形。
（5）提高水泥漿與骨料的粘結力，提高的混凝土抗裂性能。
（6）混凝土在收縮時受到約束產生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水劑可有效的提高的混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
（7）摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少收縮。
（8）摻減水劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。
（9）摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發，減少干燥收縮。
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經濟。
4 .混凝土的早期養護
實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。
因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求：
1）防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。
2）防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。
3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。
展開 基于MeshFree的混凝土受壓及劈裂抗拉仿真分析
本文初步以混凝土受壓及劈裂抗拉仿真分析出發，研究學習該軟件的應用，為下一步在研究過程中應用其開展更為復雜的模擬打下良好基礎。
在該軟件模擬的基礎上，后續將開展諸如ANSYS模擬與MeshFree模擬結果的對比分析
條件為在受到底部約束，表面1000N力的條件下該混凝土梁，尺寸為0.6m*30m的大跨度梁，以下為其在MeshFree進行運算后的位移圖與應力圖。
ABAQUS三維多面體骨料密堆積混凝土細觀抗壓模擬
在混凝土細觀數值模擬中，粗骨料的分布狀態對其力學性能具有顯著影響。以往研究多采用蒙特卡羅算法將粗骨料隨機分布在混凝土試件內，而實際工程中混凝土試件在澆筑完成后的振搗操作會使得密度較大的粗骨料因重力作用發生沉降堆積。現有基于純隨機投放的算法難以真實反映這一物理過程，同時也難以實現工程中常見的較高粗骨料體積占比。
為解決當前混凝土細觀模型中骨料分布不合理及粗骨料占比偏低等問題，本文提出采用重力堆積算法構建三維多面體粗骨料細觀混凝土模型，并在此基礎上采用ABAQUS進行受壓試驗的數值模擬。該方法能夠更準確地復現實際工程中混凝土試件的內部結構特征，對于細觀尺度下混凝土材料參數的標定及損傷機理研究具有重要的參考價值和指導意義。
混凝土骨料堆積模型采用CAD多面體密堆積3D插件建模。模型參數設置方面，根據《混凝土結構設計標準》GB/T 50010-2010（2024年版）4.1.1條，立方體抗壓強度試驗試件尺寸邊長設置150 mm；根據《建設用卵石、碎石》GB/T14685-2011，粗骨料尺寸大于4.75 mm，本模型中設置骨料最小粒徑4.8 mm，最大粒徑25 mm；骨料分三組設置，每組設置的粒徑區間及數量應根據混凝土配合比及顆粒級配綜合確定，相關內容可參照《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2011及《建設用卵石、碎石》GB/T14685-2011第7.3條顆粒級配篩分試驗；骨料面數、最小邊長等參數可根據工程中采用的骨料真實形態進行極大似然估計確定。
參數設置完成后運行插件，進行三維骨料重力堆積模擬，到達設定的堆積運行時間后，插件自動進行AutoCAD的模型繪制。
展開 混凝土質量通病防治實施方案
（1）混凝土中存在大量毛細孔道，水蒸發后毛細管中產生毛細管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力，但會使混凝土強度降低。
（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水劑可使混凝土用水量減少25％。
（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。
（4）減水劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少收縮變形。
（5）提高水泥漿與骨料的粘結力，提高的混凝土抗裂性能。
（6）混凝土在收縮時受到約束產生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水劑可有效的提高的混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
（7）摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少收縮。
（8）摻減水劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。
（9）摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發，減少干燥收縮。
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經濟。
4 .混凝土的早期養護
實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。
因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求：
1）防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。
2）防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。
3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。
展開 基于深度學習的可解釋特征準確預測混凝土抗壓強度
總而言之，卷積層提取了九個可解釋特征與混凝土抗壓強度之間的關系。然后兩個全連接層使關系更加明顯和穩定。最后，輸出層從最后一個全連接層中捕獲64個值，綜合生成一個作為混凝土抗壓強度的預測值。CNN模型結構如圖3所示。
圖3：卷積神經網絡的結構（CG：水泥強度等級，W/B：水膠比；SR：砂比，P/A：漿料比，RA/A：再生粗骨料置換比，F/B : 粉煤灰置換比例, SF/B: 硅灰置換比例, S/B: 礦渣置換比例)。
基于上述內容，本文有以下創新點：
1.本文開發了一個具有九個可解釋特征作為輸入的CNN模型，用于預測各種混凝土的抗壓強度，包括普通混凝土、高強度混凝土和再生骨料混凝土。
2.本文從文獻中總共收集了 380 組數據來訓練 CNN 模型，另外還準備了 16 組再生骨料混凝土并進行了測試，以驗證訓練后的 CNN 的可靠性。基于訓練有素的 CNN 模型，進行了敏感性研究，以量化三個重要特征對混凝土抗壓強度的影響。
3.本研究報告的研究結果使混凝土工程師能夠在混凝土配方的可解釋特征方面使用他們的先驗知識，從而促進對施工現場成分對混凝土強度發展的影響的理解，并更好地服務于混凝土強度設計的實際施工需求。
Q4
文章是如何驗證和解決問題的？
為了可視化所開發的CNN模型的預測性能，CNN模型生成的預測混凝土抗壓強度的訓練和測試結果如圖4所示。縱軸代表CNN模型預測的強度，橫軸是觀察到的強度。總體而言，訓練和測試集中的數據點都聚集在對角線附近，表明該模型提供了對抗壓強度的準確估計。使用以下指標進一步測量 CNN 模型的預測性能。
圖4：(a) 訓練集和 (b) 測試集上的實際抗壓強度和基于 CNN 的抗壓強度之間的關系。
此外，均方根誤差(RMSE)、平均絕對百分比誤差 (MAPE) 和平均絕對誤差(MAE) 也使用方程式計算。
展開 
應用不同計算模型的巖石/混凝土單軸抗壓試驗簡單對比
計算結果：
單軸壓縮試驗、Mohr-Coulomb破壞-完整的巖石
抗壓強度：30MPa
殘余壓縮強度：20MPa。
單軸拉伸試驗、拉伸斷裂失效-節理
拉伸強度：0.5MPa
殘余拉伸強度：0.1MPa
修正的DP混凝土：
（1）單軸拉伸強度：3.0 MPa；
（2）單軸抗壓強度：30.0 MPa；
（3）雙軸抗壓強度：36.0 MPa；
（4）膨脹參數：拉伸膨脹系數：0.25；壓縮膨脹系數：1.00。
鋼筋混凝土結構設計: 第二章(極限狀態設計)
混凝土立方體抗壓強度標準值fcu,k. 按標準方法制作和養護的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度稱為混凝土立方體抗壓強度標準值。《公路橋規》根據混凝土立方體抗壓強度標準值進行強度等級的劃分，稱為混凝土強度等級并冠以符號C 來表示。C50表示混凝土立方體抗壓強度標準值為fcu,k=50MPa。
29. 正常使用極限狀態的計算，是以彈性理論或塑性理論為基礎，主要進行以下三個方面的驗算：應力計算、裂縫寬度驗算和變形驗算。
30. 公路橋涵設計中所采用的荷載有如下幾類：永久荷載、可變荷載和偶然荷載。
31. 結構的安全性、適用性和耐久性通稱為結構的可靠性。
32. 《公路橋規》規定鋼筋混凝土構件的混凝土強度等級不應低于C25, 用強度標準值400MPa及以上鋼筋配筋時,不應低于C30.
相關參考:
持久狀況計算
結構按極限狀態法設計計算的方法 (1)
極限狀態設計(Limit State Design)的基本概念
預應力混凝土受彎構件設計計算方法
橋梁的安全等級和結構重要性系數
結構可靠性計算的EXCEL過程
展開 什么是跳倉法施工？
跳倉法是由中國著名裂縫控制專家王鐵夢教授提出和推廣的，王教授提出“抗與放”的設計原則，正是基于這個原則，跳倉法施工對于減少超長、超厚、超薄大體積混凝土的裂縫效果顯著。跳倉法是充分利用了混凝土在5到10天期間性能尚未穩定和沒有徹底凝固前容易將內應力釋放出來的“抗與放”特性原理，它是將建筑物地基或大面積砼平面機構劃分成若干個區域，按照“分塊規劃、隔塊施工、分層澆筑、整體成型”的原則施工，其模式和跳棋一樣，即隔一段澆一段。相鄰兩段間隔時間不少于七天，以避免混凝土施工初期部分激烈溫差及干燥作用，這樣就不用留后澆帶了。
二、關于跳倉法
跳倉法施工：底板分段長度不宜大于40m，側墻和頂板分段長度不宜大于16m。跳倉間隔施工的時間不宜小于7d，跳倉接縫處按施工縫的要求設置和處理。
跳倉法澆筑綜合技術措施是在在不設縫情況下成功地解決了超長、超寬、超厚的大體積混凝土裂縫控制和防滲問題。
主要技術是：
（1）利用"抗放兼施、先放后抗、以抗為主"的原理，經分析科學劃分"跳倉塊"，采取材料、結構、施工管理綜合措施，嚴格實施有效控制混凝土早期裂縫。
（2）長墻配小直徑、高密度水平鋼筋置于主筋外側，底板加鋪鋼筋網，以增加混凝土抗裂能力。
（3）選擇低收縮性水泥，優化混凝土配合比，嚴格控制水泥用量，從而有效控制混凝土溫度應力和減少混凝土收縮變形。
（4）嚴格控制混凝土原材料中粗細骨料含泥量和混凝土坍落度，進一步提高混凝土抗拉強度及極限拉伸變形。
（5）加強信息化施工，采用測溫法實現溫控。采用塑料薄膜保濕加草袋保溫的綜合養生措施盡快回填覆土，以達緩慢降溫，充分發揮混凝土的應力松弛效應，降低約束應力。 本成果所進行的裂縫控制理論分析，包括強度及變形分析。
展開 大體積混凝土的溫度控制 附大體積混凝土溫度應力與溫度控制下載
大體積混凝土溫度控制的關鍵在于降低混凝土水化熱以及減少混凝土內、外溫差，避免產生過大的溫度應力，使得混凝土在前期強度較低的情況下不至于受到過大的拉應力而產生裂縫。控制混凝土內、外溫差的主要措施有：降低混凝土入倉溫度、降低混凝土水化熱、混凝土外部保溫以及混凝土內部降溫。
（圖為三峽大壩）
現代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩、水庫、船閘、路橋隧道等。它的主要特點就是體積大，一般實體最小尺寸大于或等于1m它的表面系數比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內部溫升比較快。混凝土內外溫差比較大時，會使混凝土產生溫度裂縫，影響結構安全和正常使用。必須從根本上分析它，來保證施工的質量。
1、什么是大體積混凝土
所謂大體積混凝土，一般是指實體截面最小尺寸大于或等于1m的混凝土。這種混凝土結構表面系數比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內部溫升比較快，當混凝土內外溫差比較大時，混凝土容易產生溫度裂縫，影響結構安全和正常使用。日本建筑協會標準（JASS5）規定：“結構斷面厚度在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內部的最高溫度與外界氣溫之差超過25攝氏度的混凝土，稱為大體積混凝土。”美國混凝土協會（ACI）規定：“任意體量的混凝土，其尺寸大到足以必須采取措施減小由體積變形引起的裂縫時即可稱作大體積混凝土。”業界一般認為，當混凝土內外溫差預計將超過25攝氏度時，必須采取一定的措施來防止溫度裂縫的產生。這就是大體積混凝土溫度控制的意義所在。
眾所周知，混凝土雖然具有較強的抗壓性能但其抗拉性能非常差，必須要配置鋼筋才能具有較強的抗拉、抗折、抗剪性能。混凝土裂縫作為一種施工質量通病嚴重的影響著鋼筋混凝土結構的壽命，因為鋼筋只有完全埋藏在混凝土保護層中才能避免被水和氧氣等其他化學介質侵蝕。
展開 