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本案例介紹在COMSOL內基于立方體混凝土試件的切片掃描圖像數據進行混凝土骨料及砂漿基體細觀模型的三維重建。

混凝土細觀模型 構建骨料、砂漿、界面過渡區三種組分的混凝土細觀模型，模型構建采用CAD隨機多邊形顆粒插件進行參數化建模生成，操作詳細步驟可參考：【COMSOL隨機多邊形骨料及界面過渡區ITZ建模】 插件中粗骨料采用多邊形模型，骨料的位置以隨機投放的算法進行實現，骨料多邊形形狀及邊數可通過參數進行定義；界面過渡區（ITZ）采用單獨的部件，分布于粗骨料與砂漿之間，以此來獲得表征混凝土細觀特征的隨機骨料模型

軟件介紹混凝土應力應變曲線繪圖軟件基于GB/T 50010-2010 《混凝土結構設計標準》（2024修訂版）第C.2 混凝土本構關系章節設計，軟件具備繪制不同強度等級的混凝土軸心強度設計值、標準值、平均值應力應變曲線功能，并可將應力應變數據導出為文件。

其中論文中的混凝土骨料采用圓內接多邊形算法，建立的模型如下圖所示。 并且建立了骨料外側的界面過渡區部件。 毛細管結構采用Voronoi算法生成，并與骨料、ITZ形成完整的模型，用于模擬微介觀混凝土模型內的水分擴散。

插件基于GB/T 50010-2010 混凝土結構設計標準（2024年局部修訂版）進行設計，支持強度等級∈(15MPa,80MPa]的不同強度混凝土模型。 EasyCDP插件可輸出基于規范計算的混凝土應力-應變曲線及數據文件。

在AutoCAD內將骨料、ITZ、砂漿三部分分別導出為iges格式文件后導入到COMSOL內形成裝配建立混凝土細觀模型。 添加固體傳熱物理場并對混凝土細觀中的三組分分別設置材料屬性，完成網格劃分。

混凝土水化熱溫降研究對保障結構安全與耐久性至關重要，溫升后溫差易引發溫度應力，導致裂縫。本案例介紹在COMSOL內建立多邊形骨料堆積混凝土細觀模型，并對水化熱產生后的傳熱及溫度變化進行仿真模擬。

其中當混凝土彈性模量為1GPa時，墻頂處的最大主應力為1.8MPa,當混凝土彈性模量增大至25MPa時，最大主應力的值為8.3MPa,且防滲墻多處于受壓狀態，如圖3所示。圖2 混凝土彈性模量對小主應力的影響 圖3 混凝土彈性模量對大主應力的影響 混凝土彈性模量對位移的影響，如圖4所示。結果表明，混凝土防滲墻的變形隨高程增大而增大，最大變形位置主要出現在墻頂位置處。

從裝料到提筒應連續進行，并在150秒內完成。 （4）提起坍落度筒后，量測筒高與坍落后混凝土試件最高點的高度差，即為該混凝土拌合物的坍落度值。 坍落度筒提離后，如混凝土發生崩坍或一邊剪切的現象，則應重新取樣，另行測定，如第二次試驗仍出現上述現象，則表示該混凝土和易性不好，應記錄備查。

在AutoCAD中建立混凝土細觀模型草圖后，將已分圖層繪制的各組分內容分別另存為dxf格式文件，以備導入到COMSOL內。 將保存的混凝土各組分圖形分別導入到COMSOL，并通過布爾運算建立多邊形骨料、ITZ、水泥砂漿基體混凝土細觀模型。

在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應力，出現“溫度沖擊”現象。

在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應力，出現“溫度沖擊”現象。

1、 引言?本案例借助擴展有限元法（XFEM），深入探究纖維混凝土在受力狀態下的裂縫擴展特性及力學響應規律。通過構建合理的有限元模型，并運用 XFEM 處理裂縫問題，實現對纖維混凝土復雜力學行為的高精度模擬，最終完成對裂縫擴展過程及力學性能的分析與研究。?

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Strength：混凝土強度等級。根據 GB/T 50010-2010（2024）混凝土結構設計標準4.1.2節將混凝土最低強度等級修改為C20，因此插件支持C20~C80級別混凝土，此參數輸入范圍為（15，80]，可設置為整數或小數。 Mass Density：混凝土質量密度。默認值為 2400 kg/m3（基于規范 C.2.2 節建議范圍 2200–2400 kg/m3）。

梁高超過750mm 時，梁側模宜加穿梁螺栓加固。h.施工中應加強模板脫模劑的使用管理，脫模劑應涂刷均勻，無漏涂,且不得污染鋼筋與砼面。i.模板拼縫嚴密，相鄰兩模板表面高低差控制在2mm以內；在澆筑混凝土前，模板內清理干凈，木模板應澆水濕潤，但模板內不應有積水。j.拆模應嚴格執行混凝土同條件試塊強度滿足原則，同時要加強拆模報驗管理工作。

本案例建立了一鋼筋混凝土結構簡化模型，基于COMSOL軟件中的三次電流分布模塊和固體力學模塊，仿真模擬得到了鋼筋氧化腐蝕過程中的電化學場、鋼筋的腐蝕層厚度以及破壞區域變化，仿真結果如圖所示： 電化學場 腐蝕層厚度 腐蝕破壞區域感興趣的朋友，歡迎交流模型！

Mullins 提供，源自他們在COMSOL 用戶年會 2017 波士頓站的演示文稿。 鉆孔樁結構簡單，由在土壤或巖石中鉆出的深圓柱形孔組成。通常，建筑工人在挖掘過程中使用鉆孔樁液或泥漿來保持孔的穩定性，通過向開挖的孔中泵入與挖掉的土壤量相等的泥漿來完成。 當孔達到所需深度時，會添加一個鋼筋籠維持架。然后用一根長的泵軟管或管道用混凝土填充鉆孔。

4.11 拆模有基坑的混凝土結構，拆除側模后宜盡快回慎，否則，若在養護期內，應與面層同樣予以養護。其他要求可詳見模板工程。4.12 施工縫、后澆帶與加強帶大體積混凝土施工，除預留后澆帶盡可能不再設施工縫，遇有特殊情況必須設施工縫時，應按后澆縫處理。施工縫、后澆帶與加強帶均應用鋼板網或鋼絲網支擋。如支模時，在后澆混凝土之前應鑿毛清洗。

本文基于COMSOL Multiphysics有限元軟件，構建含ITZ的多面體骨料密堆積三維細觀模型，有效表征混凝土的非均質特性，準確反映骨料形態、分布及界面行為對整體性能的影響機制，為揭示混凝土損傷演化規律、優化配合比設計及提升結構耐久性提供理論支撐。 本研究采用CAD多面體&過渡區密堆積3D插件生成混凝土三維細觀幾何模型。