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内容大纲
本书内容共分为9章。第1章介绍了高温环境下混凝土多场耦合力学行为问题研究的工程背景，以及混凝土材料在高温下发生的湿阻、爆裂、脱水等物理化学破坏现象。第2章介绍了多孔多相介质的基本理论和混凝土的一些基本概念，包括表征体积元的定义、空间平均化方法、相的性质及其关系等。第3章介绍了用于多孔多相介质流固耦合分析的数学模型以及相应的有限元方法，给出了用于描述流体（包括气体、液体和气液两相流体）状态和流动规律的主要状态方程及本构关系。第4章总结了用于模拟混凝土多场耦合行为的数学模型和力学本构模型的研究进展。第5章描述了作为非饱和多孔介质和吸湿材料的混凝土在高温下的化学-热-湿-力学耦合行为，建立了混凝土中化学-热-湿-力（CTHM）全耦合宏观分级模型，该模型考虑了由高温引起的材料中发生及发展的蒸发、脱水和脱盐三个相变过程。第6章主要介绍了高温下混凝土中的热力学、传热和传质的本构方程，用于描述混凝土材料中所发生的物理化学现象的本构行为及其耦合关系。第7章介绍了针对提出的高温下混凝土化学-热-湿-力耦合模型所进行的有限元离散及其数值求解过程。第8章发展了一个高温下混凝土的化学-弹塑性-损伤耦合的本构模型，用于描述高温下混凝土材料中同时存在的塑性破坏过程和以微裂纹/微孔洞的发生及发展为特征的损伤过程，以及热致脱水和脱盐所导致的以热脱黏和热损伤为表征的化学软化和化学损伤，并对所提出的耦合本构模型给出了一个三步算子分离算法，且导出了考虑全部耦合效应的一致性切线模量张量，以保证全局Newton-Raphson迭代过程的二阶收敛率。第9章介绍了影响混凝土爆裂破坏发生的相关主要因素，并利用提出的高温下混凝土化学-热-湿-力耦合模型及数值方法开展了混凝土构件的含水率、约束状况和材料强度等对其抗火性能影响的数值分析；同时为了实现对混凝土结构高温爆裂破坏风险的分析和评估，还分别介绍了一种便于工程实际应用的混凝土构件火灾爆裂危险性分级评价方法和一个基于模糊模式识别理论建立的爆裂风险模糊综合评价模型。 -
作者介绍
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目录
第1章 绪论
1.1 工程背景与研究意义
1.2 高温下混凝土材料中的破坏现象
1.2.1 湿阻
1.2.2 爆裂
1.2.3 脱水
参考文献
第2章 多孔多相介质和混凝土的基本概念
2.1 多孔多相介质的定义
2.2 表征体积元
2.3 空间平均化方法
2.4 多孔多相介质中相的性质及其关系
2.4.1 固相
2.4.2 水相
2.4.3 气相
2.4.4 三相的基本物理指标
2.5 混凝土的一些基本概念
2.5.1 混凝土的分类
2.5.2 混凝土的组成材料
2.5.3 高性能混凝土
参考文献
第3章 多孔多相介质流固耦合模拟
3.1 数学模型
3.1.1 研究概况
3.1.2 控制方程
3.1.3 有限元方法
3.2 状态方程和本构关系
3.2.1 干空气和水蒸气的混合气体
3.2.2 吸附平衡
3.2.3 Clausius-Clapeyron方程
3.2.4 滞回效应
3.2.5 水的状态方程
3.2.6 Darcy定律
3.2.7 Fick定律：水蒸气和干空气的扩散
3.2.8 Fick定律：物理束缚水的扩散
3.2.9 固相中的总应力与有效应力
3.2.10 固相质量密度和孔隙度
3.2.11 Fourier定律
参考文献
第4章 混凝土耦合数学模型和力学本构关系
4.1 数学模型
4.1.1 概述
4.1.2 Bazant模型
4.1.3 Ahmed模型
4.1.4 Tenchev模型
4.1.5 Gawin模型
4.2 力学本构模型
4.2.1 概述
4.2.2 应力不变量和应力空间
4.2.3 常温下力学本构模型
4.2.4 高温下混凝土本构行为的研究
参考文献
第5章 混凝土中化学-热-湿-力（CTHM）全耦合宏观分级模型
5.1 混溶-非混溶两级模型
5.1.1 非混溶级模型
5.1.2 混溶级模型
5.2 控制方程组
5.2.1 动量守恒方程
5.2.2 质量守恒方程
5.2.3 能量守恒方程
5.3 初始和边界条件
5.4 模型特点
参考文献
第6章 高温下混凝土中热力学、传热和传质行为的本构模拟
6.1 高温混凝土中流体的物理学与热力学
6.1.1 水的状态方程
6.1.2 饱和蒸汽压力
6.1.3 热动力平衡关系
6.1.4 毛细压力的能量含义
6.1.5 蒸发焓
6.1.6 湿空气的黏性系数
6.1.7 液态水的黏性系数
6.2 高温混凝土中传热、传质、内部结构与热性质
6.2.1 达西流动
6.2.2 滞回曲线
6.2.3 束缚水的流动
6.2.4 基质溶解物的传输
6.2.5 水蒸气的扩散
6.2.6 脱水与脱盐
6.2.7 高温混凝土的固相质量密度和孔隙度
6.2.8 高温混凝土的内部结构：绝对渗透系数
6.2.9 高温混凝土的热性质：热传导系数与热容量
参考文献
第7章 高温下混凝土化学-热-湿-力（CTHM）耦合模型的有限元方法
7.1 控制方程组的混合弱形式
7.2 有限元离散
7.3 数值求解过程
7.4 数值算例
7.4.1 热辐射下的混凝土试件
7.4.2 受热混凝土柱问题
参考文献
第8章 化学-弹塑性-损伤耦合模型的本构模拟和算法
8.1 化学-弹塑性-损伤耦合模型
8.1.1 力学与化学耦合损伤模型
8.1.2 广义William-Warnke屈服准则
8.2 化学-弹塑性-损伤耦合分析的本构模拟
8.3 化学-弹塑性-损伤耦合本构模拟的数值积分算法
8.3.1 弹性预测
8.3.2 塑性修正
8.3.3 损伤修正
8.4 化学-热-弹塑性-损伤一致性切线模量矩阵
8.5 数值算例
8.5.1 轴向载荷作用下杆的弹性-损伤问题
8.5.2 轴向载荷作用下杆的弹塑性-损伤问题
8.5.3 受热混凝土柱问题
参考文献
第9章 混凝土结构高温爆裂破坏的数值分析与评估方法
9.1 高温爆裂破坏的影响因素
9.2 不同工况对混凝土结构抗火性能影响的数值分析
9.2.1 不同初始含湿量算例
9.2.2 不同约束状况算例
9.2.3 不同材料强度算例
9.3 高温爆裂破坏危险性评估
9.3.1 爆裂破坏危险性分级评价方法
9.3.2 爆裂危险度
9.3.3 爆裂危险等级
9.3.4 工程应用实例
9.4 高温爆裂风险的模糊综合评价
9.4.1 模糊模式识别的基本理论
9.4.2 模糊综合评价模型
9.4.3 工程应用实例
参考文献
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