›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (S1): 137-143.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

高温下混凝土水力、热及变形耦合数学模型

沈新普1,沈国晓2,刘继行1   

  1. 1. 沈阳工业大学 建筑工程学院计算力学所,沈阳 110023;2. 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200030
  • 收稿日期:2007-03-14 出版日期:2007-10-25 发布日期:2014-03-28
  • 作者简介:沈新普,男,1963年生,教授,博士,博士生导师,从事ABAQUS数值计算及流古耦合本构理论研究
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 10672102);辽宁省自然科学基金(No. 20062042)联合资助。

Mathematical modelling of thermo-hydro-mechanical behaviour for concrete under elevated temperature

SHEN Xin-pu1, SHEN Guo-xiao2, LIU Ji-hang1   

  1. 1. College of Architectural Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110023, China; 2. School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, China)
  • Received:2007-03-14 Online:2007-10-25 Published:2014-03-28

摘要: 针对受高温载荷的混凝土提出了一个水力-热-变形耦合的数学模型,模型中采用了3种不同的连续介质:水蒸汽与干燥空气的混合气体相,液态水以及固态混凝土骨架。在连续介质的Navier-Stokes方程基础上,推导了各相介质的质量守恒方程、动量守恒方程以及混合物整体的能量守恒方程。为了简化问题,引入了若干假设,给出了基于文献资料数据拟合的某些变量的用基本未知量表达的经验公式,建立了基于物理定律的各类运动学变量与其热力学共轭力的本构关系,并给出了系统偏微分方程。

关键词: 混凝土, 水分运移, 高温, 多相连续介质, 耦合

Abstract: A hydro-thermo-mechanical model is presented for concrete at elevated temperature. Three phases of continuum were adopted in this model: gaseous mixture of water vapor and dry air, liquid water, and solid skeleton of concrete. Mass conservation equations, linear momentum conservation equation, and energy conservation equation are derived on the basis of the macroscopic Navier-Stokes equations for a general continuum, along with assumptions made for the purpose of simplification. Mathematical relationships between selected primary variables and secondary variables are given with existing data from references. Specifications of the constitutive relations are made for the kinetic variables and their conjugate forces. Consequently a set of governing partial differential equations are obtained.

Key words: concrete, moisture movement, elevated temperature, multi-phase continuum, coupling.

中图分类号: 

  • O342
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