本發(fā)明屬于多孔材料鹽結(jié)晶損傷領(lǐng)域，尤其涉及一種多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法。

背景技術(shù)：

1、鹽結(jié)晶在多孔材料物理風(fēng)化過程中發(fā)揮著重要作用，被普遍認為是影響材料耐久性的主要問題之一，大部分多孔材料的風(fēng)化損傷都與鹽結(jié)晶有關(guān)。以典型的多孔材料混凝土材料為例，混凝土因其卓越的性能和低廉的成本等優(yōu)勢，已成為現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最廣泛的建筑材料。隨著人類對生存空間拓展需求的增加，混凝土被廣泛應(yīng)用到海洋環(huán)境、高寒環(huán)境、鹽堿地區(qū)等嚴酷環(huán)境中。然而，鹽蝕環(huán)境中的混凝土常因遭受結(jié)晶壓力而出現(xiàn)嚴重破壞，這為社會帶來沉重的經(jīng)濟負擔。因此，研究多孔材料內(nèi)部的結(jié)晶壓力，對于建筑工程、歷史建筑保護工程、交通工程、地下和巖土工程等領(lǐng)域的材料耐久性研究具有重要價值，對提升歷史建筑和基礎(chǔ)設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)能力，合理預(yù)測結(jié)構(gòu)服役壽命具有重要意義。

2、結(jié)晶壓力對多孔材料結(jié)晶破壞行為有著決定性作用?，F(xiàn)有的結(jié)晶壓力計算方法主要是基于correns公式([1]naillon，antoine，pierre?joseph，and?marc?prat.iontransport?and?precipitation?kinetics?as?key?aspects?of?stress?generation?onpore?walls?induced?by?salt?crystallization[j].physical?review?letters?120.3(2018):034502.)，鹽溶液的過飽和度作為該公式中的核心參數(shù)，由于鹽晶體的成核和結(jié)晶過程極為短暫且不易被觀察測定，這使得鹽溶液的過飽和度難以被測量，導(dǎo)致該公式難以快捷、簡便的應(yīng)用于結(jié)晶壓力計算，這限制了對多孔材料抗鹽損傷性能的預(yù)測和評價。

3、因此，針對這一現(xiàn)狀，需要提出一種多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，實現(xiàn)快速、便捷和準確的計算多孔材料結(jié)晶壓力的目的，以克服當前實際應(yīng)用中的不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，旨在解決上述背景技術(shù)中提到的問題。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，包括如下步驟：

3、s1、建立多孔材料孔隙鹽結(jié)晶模型，確定孔隙內(nèi)鹽晶體種類；

4、s2、獲取孔隙尺寸參數(shù)及鹽晶體材料參數(shù)；

5、s3、求解鹽晶體應(yīng)變參數(shù)；

6、s4、依據(jù)鹽結(jié)晶壓力cdc計算公式，計算多孔材料孔隙內(nèi)結(jié)晶壓力。

7、進一步的技術(shù)方案，在步驟s1中，模型至少能夠出現(xiàn)鹽晶體結(jié)晶過程受到孔壁限制的現(xiàn)象，所述多孔材料孔隙鹽結(jié)晶模型中的孔隙尺寸為微米級；依據(jù)對孔隙內(nèi)孔壁施加結(jié)晶壓力的鹽晶體來確定鹽晶體種類。

8、進一步的技術(shù)方案，在步驟s2中，孔隙的尺寸參數(shù)為孔隙直徑；鹽晶體視為均質(zhì)材料，其材料參數(shù)包括鹽晶體的彈性模量和晶胞最小尺寸。

9、進一步的技術(shù)方案，所述孔隙直徑是指晶體生長面與孔壁接觸約束對應(yīng)兩平面間的直線距離，孔隙的直徑尺寸為微米級。

10、進一步的技術(shù)方案，在步驟s3中，鹽晶體的應(yīng)變計算公式為：

11、

12、式中：duni為鹽晶體的晶胞最小尺寸dpor為孔隙直徑(um)。

13、進一步的技術(shù)方案，在步驟s4中，依據(jù)晶體彈性變形協(xié)調(diào)理論發(fā)明鹽結(jié)晶壓力計算公式(crystal?deformation?coordination?equation，cdc公式)，且多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力cdc計算公式為：

14、

15、式中：σcry為鹽結(jié)晶壓力(mpa)；ecry為鹽晶體的彈性模量(gpa)。

16、本發(fā)明提供的一種多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，具有以下有益效果：

17、本發(fā)明依據(jù)晶體彈性變形協(xié)調(diào)理論發(fā)明鹽結(jié)晶壓力計算公式(cdc公式)，提供了多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，該方法具有計算速度快、計算效率高和參數(shù)易獲取等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)計算方法參數(shù)獲取困難的不足，為鹽蝕過程中多孔材料的鹽結(jié)晶破壞分析提供理論基礎(chǔ)。

技術(shù)特征：

1.一種多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，其特征在于，在步驟s1中，模型至少能夠出現(xiàn)鹽晶體結(jié)晶過程受到孔壁限制的現(xiàn)象，所述多孔材料孔隙鹽結(jié)晶模型中的孔隙尺寸為微米級；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，其特征在于，在步驟s2中，孔隙的尺寸參數(shù)為孔隙直徑；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，其特征在于，所述孔隙直徑是指晶體生長面與孔壁接觸約束對應(yīng)兩平面間的直線距離，孔隙的直徑尺寸為微米級。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，其特征在于，在步驟s3中，鹽晶體的應(yīng)變計算公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，其特征在于，在步驟s4中，依據(jù)晶體彈性變形協(xié)調(diào)理論，得出多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力cdc計算公式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于多孔材料鹽結(jié)晶損傷領(lǐng)域，提供了一種多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，包括如下步驟：S1、建立多孔材料孔隙鹽結(jié)晶模型，確定孔隙內(nèi)鹽晶體種類；S2、獲取孔隙尺寸參數(shù)及鹽晶體材料參數(shù)；S3、求解鹽晶體應(yīng)變參數(shù)；S4、依據(jù)鹽結(jié)晶壓力CDC計算公式，計算多孔材料孔隙內(nèi)結(jié)晶壓力。本發(fā)明依據(jù)晶體彈性變形協(xié)調(diào)理論發(fā)明鹽結(jié)晶壓力計算公式（CDC公式），提供了多孔材料孔隙內(nèi)鹽結(jié)晶壓力計算方法，該方法具有計算速度快、計算效率高和參數(shù)易獲取等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)計算方法參數(shù)獲取困難的不足，為鹽蝕過程中多孔材料的鹽結(jié)晶破壞分析提供理論基礎(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊進波,張澤,趙國慶,李思琪
受保護的技術(shù)使用者：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23