[发明专利]混凝土粗骨料、界面过渡区及孔隙率的数值模型构建方法

权利要求书

1.一种混凝土粗骨料、界面过渡区及孔隙率的数值模型构建方法，其特征是，它包括如下步骤：

步骤1：根据混凝土配合比、骨料级配、骨料类型和粗骨料含量信息，生成混凝土随机骨料模型；

步骤2，设定生成的混凝土界面过渡区的厚度和孔隙率值；

步骤3，建立混凝土界面过渡区模型；

步骤3-1，当所有骨料均为圆形时，首先获取每个圆形骨料的圆心坐标(x_i, y_i)和半径r_i，并以此圆心为中心将圆心骨料边界向外扩展混凝土界面过渡区厚度的距离Δr_i，得到圆心坐标为(x_i, y_i)和半径为r_i+Δr_i的圆形，扩展后的圆形边界和圆形骨料边界之间的区域即为圆形随机骨料对应的混凝土界面过渡区；

步骤3-2，当所有骨料均为卵石时，首先获取每个椭圆形骨料的形心坐标(x_i, y_i)，并以此形心为中心将卵石骨料边界向外扩展混凝土界面过渡区厚度的距离Δr_i，得到形心坐标为(x_i, y_i)和半径为r_i+Δr_i的椭圆形，扩展后的椭圆形边界和卵石骨料边界之间的区域即为卵石随机骨料对应的混凝土界面过渡区；

步骤3-3，当所有骨料均为碎石时，首先获取每个碎石骨料凸多边形顶点坐标，并以每个骨料边界为基准向外法向移动混凝土界面过渡区厚度的距离，将移动后的骨料边界向两端延长，获取相邻两条直线的交点坐标，顺序连接各个交点获得骨料边界法向移动后的几何图形，每个几何图形边界与骨料边界之间的区域即为混凝土界面过渡区，最终建立碎石混凝土界面过渡区模型；

步骤3-4，当骨料为卵石和碎石夹杂时，卵石和碎石骨料分别按照步骤3.2和3.3描述的方法生成卵石和碎石夹杂的混凝土界面过渡区；

步骤4，根据孔隙率随机分布模型的控制方程，建立水泥砂浆孔隙率随机分布模型；结合试验结果，选择孔隙率随机分布模型中水泥砂浆平均孔隙率值、自相关长度和孔隙率变异系数取值，最终建立水泥砂浆孔隙率随机分布模型；

步骤5在步骤3生成的界面过渡区的混凝土骨料随机分布的几何模型中导入步骤4生成的水泥砂浆孔隙率分布结果及步骤2设定的界面过渡区的孔隙率取值，最终生成粗骨料、界面过渡区及孔隙率分布的混凝土数值模型。

2.根据权利要求1所述的混凝土粗骨料、界面过渡区及孔隙率的数值模型构建方法，其特征是：步骤2中混凝土随机骨料模型是基于快速生成卵石碎石夹杂的混凝土二维随机骨料模型的方法构建的。

3.根据权利要求1所述的混凝土粗骨料、界面过渡区及孔隙率的数值模型构建方法，其特征是：步骤1中混凝土界面过渡区的厚度和孔隙率由试验或参考文献确定。

4.根据权利要求1所述的混凝土粗骨料、界面过渡区及孔隙率的数值模型构建方法，其特征是：通过步骤3实现圆形骨料、碎石、碎石及卵石碎石夹杂的混凝土界面过渡区模型的构建。

5.根据权利要求1所述的混凝土粗骨料、界面过渡区及孔隙率的数值模型构建方法，其特征是：步骤5实现在混凝土数值模型中混凝土粗骨料、界面过渡区及孔隙率的分布。