随机有限元法分析混凝土中氯离子随机扩散规律

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1、2012年第6期(总第272期)混凝土理论研究Number6in2012(TotalNo．272)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969／j．issn．1002—3550．2012．06．013随机有限元法分析混凝土中氯离子随机扩散规律杨绿峰1．2，洪斌’，胡春燕’，李冉，陈正，高钦’(1．广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全教育部重点实验室，广西南宁5300042．广西壮族自治区住房和城乡建设厅，广西南宁530028)摘要：氯离子随机扩散分析是海洋混凝土结构靠性和服役寿命的基础。利用局部平均法，将混凝土的氯离子扩散系数随机场离散为一

2、组随机变量，利用Taylor级数将氯离子分布矩阵、扩散矩阵和节点浓度向量进行摄动展开，建立了氯离子扩散分析的随机有限元法递归方程，据此分析氯离子随机浓度的均值和变异系数，并研究了氯离子在混凝土中随机扩散的规律。通过算例比较分析，表明了所建立的摄动随机有限元方法具有较高的计算精度，而且计算结果对随机场的相关结构不敏感验证了氯离子扩散系数的变异性对氯离子扩散过程具有显著影响。关键词：混凝土；氯离子扩散；随机场；随机有限元法中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2012)06—0037—03Stochasticfiniteelementmethodf

3、orchloridediffusioninconcreteYANGLu—feng1,2HONGBin，HUChun-yan1，LIRan，CHENZhen~，GAOOin(1．KeyLaboratoryofDisasterPreventionandStructuralSafetyofChinaMinistryofEducation，SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，GuangxiUniversity，Nanning530004，China；2．DepartmentofHousingandUrban·RuralDevelopment，

4、’GuangxiZhuangAutonomousRegion，Nanning530028，China)Abstract：Investigationofrandomdiffusionofchlorideioninconcreteisofsignificanceforreliabilityanalysisandservicelifepredictionofmarineengineeringstructures．Therandomfieldwasdiscreditedintoasetofrandomvariablesbymeansofthelocalspatialaveragemet

5、hod．ThechloridedistributionanddifusionmatricesandtheconcentrationvectorareexpandedemployingtheperturbationtechniqueSOthattherecursiveequationsofstochasticfiniteelementmethodwcrcdevelopedforchlorideiondiflusionandaccumulationinconcrete．1]hemeanandthetoe衢cientofvafi~ion(C0V)ofthechlorideconten

6、taredefined．AnexampleiSconsideredfordiflusionofchlorideioninconcretewithrandomcoeficientsusingthepresentedmethodinthispaper．TheresultsrenderedbytheproposedmethodwerecomparedwiththosebytheMonteCarlosimulation，whichdemonstratesthattheproposedmethodiSeffective．accurateandinsensitivetOthecorrela

7、tionstructureoftherandomfield．ItisalsoconcludedthattheCOVof恤ediflusioncoefficientaffectssignificantlythedifillsionprocessofchlorideioninconcrete．Keywords：concrete；chloridediffusion；randomfield；stochasticfiniteelementmethod由于混凝土自身材料性能和环境条件的随机变异性，氯离0