第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 细观力学模型研究现状 3
1.2.1 确定性细观力学模型 3
1.2.2 随机细观力学模型 6
1.3 电化学沉积修复混凝土研究现状 7
1.3.1 混凝土的多尺度特征和修复的主要方法 7
1.3.2 电化学沉积修复混凝土试验研究现状 10
1.3.3 电化学沉积修复混凝土细观力学模型研究现状 13
1.4 本书主要内容和创新点 16
1.4.1 目前研究存在的问题 16
1.4.2 主要内容 17
1.4.3 创新点 20
第2章 含球形夹杂多相材料的随机细观力学模型 21
2.1 工程材料特点与表征手段 21
2.1.1 工程材料的特点与表征手段 21
2.1.2 随机变量、随机过程和随机场 22
2.2 含球形夹杂多相材料的确定性细观力学框架 23
2.2.1 有效模量与应变集中张量 23
2.2.2 应变集中张量的一种近似解法 24
2.2.3 若干实例 28
2.3 含球形夹杂多相材料的随机细观力学框架 30
2.3.1 微结构的随机描述 30
2.3.2 一种多随机变量函数的随机模拟方法 30
2.4 数值模拟和讨论 33
2.4.1 确定性模型的验证 34
2.4.2 随机模型的验证 38
2.4.3 关于泊松比和弹性模型相关性的讨论 43
2.5 本章小结 49
第3章 基于最大熵的两相材料随机细观力学模型 51
3.1 考虑夹杂间相互作用的两相材料细观力学模型 51
3.1.1 考虑夹杂间相互作用的应变集中张量 51
3.1.2 考虑夹杂间相互作用的复合材料有效模量 53
3.2 两相复合材料微结构的随机描述 54
3.3 两相材料宏观有效性能的概率特征 55
3.3.1 最大熵原理 55
3.3.2 基于蒙特卡洛法的有效性能高阶矩 56
3.3.3 基于最大熵的有效性能概率密度函数 57
3.4 数值模拟和讨论 59
3.4.1 确定性模型的验证 60
3.4.2 随机细观力学模型的验证 63
3.5 本章小结 74
第4章 电化学沉积修复混凝土试验研究 76
4.1 电化学沉积修复混凝土试验总体思路 76
4.2 修复试件制备与电化学修复试验装置设计 78
4.2.1 试件材料 78
4.2.2 试件配比及尺寸 79
4.2.3 电化学修复装置及修复环境设计 80
4.3 评估电化学沉积修复效果的试验方法和设备 82
4.3.1 超声波检测试验 82
4.3.2 孔隙率测量试验 84
4.3.3 电化学沉积产物微观结构与分布观察试验 85
4.3.4 渗透试验 86
4.3.5 力学试验 87
4.4 电化学沉积修复混凝土的试验结果与分析 88
4.4.1 超声波速度 88
4.4.2 孔隙率 94
4.4.3 电化学沉积产物的微观结构与分布 97
4.4.4 渗透时间记录 100
4.4.5 力学性能 101
4.4.6 混凝土基体材料参数 104
4.5 本章小结 106
第5章 电化学沉积修复混凝土确定性细观力学模型及应用 107
5.1 电化学沉积修复混凝土细观力学模型 107
5.1.1 修复混凝土的细观结构 107
5.1.2 有效孔隙率和饱和度 108
5.1.3 修复混凝土的细观力学模型 108
5.2 Mori-Tanaka法预测等效夹杂有效模量的近似修正函数 110
5.2.1 Mori-Tanaka法简介 110
5.2.2 Mori-Tanaka法预测等效夹杂有效模量的修正函数 111
5.2.3 修正函数的近似解 113
5.3 修复混凝土有效模量预测 116
5.3.1 多层次均匀化的思想 116
5.3.2 等效夹杂的有效性能 116
5.3.3 等效基体的有效性能 118
5.3.4 修复混凝土的有效性能 119
5.3.5 修复混凝土有效性能的若干修正 121
5.4 预测结果的试验验证与讨论 123
5.4.1 修复过程验证 123
5.4.2 修复极限状态验证 126
5.4.3 影响修复效果的若干因素讨论 129
5.5 本章小结 133
第6章 电化学沉积修复混凝土随机细观力学模型及应用 135
6.1 电化学沉积修复过程的随机描述 135
6.1.1 电化学沉积修复过程的随机性 135
6.1.2 电化学沉积修复试件各组分性能的随机描述 136
6.1.3 电化学沉积产物含量的随机描述 136
6.1.4 Karhunen-Loeve分解 137
6.2 电化学沉积修复饱和混凝土的细观力学框架 139
6.2.1 基于微结构的修复饱和混凝土细观力学模型 139
6.2.2 分层均匀化获取有效模量 139
6.3 随机细观力学模型预测结果及验证 142
6.3.1 K-L分解结果及其验证 142
6.3.2 随机细观力学模型预测结果及其验证 146
6.3.3 混凝土基体随机性对修复后材料宏观性能概率特征的影响 149
6.3.4 电化学沉积产物随机性对修复后材料宏观性能概率特征的影响 154
6.4 本章小结 160
第7章 结论与展望 161
7.1 结论 161
7.2 展望 164
参考文献 167
后记 185