多尺度下水泥基材料的细观力学模型构建及参数不确定性分析
投稿时间：2025-05-10  修订日期：2025-05-29
关键词:细观力学  水泥基材料  多尺度  参数不确定性  全局敏感性分析
基金项目:国家自然科学基金（51968046, 52268043）；江西省主要学科学术和技术带头人培养计划—领军人才项目 （20204BCJ22003）。
作者单位邮编
吴浪 江西科技师范大学 土木工程学院 330013
田玉凤 江西科技师范大学 土木工程学院 
陈纷纷 江西科技师范大学 土木工程学院 
雷斌* 南昌大学 工程建设学院 330031
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摘要:
      【目的】为解决基于细观力学的多尺度模型的响应结果的不确定性问题,并确定模型框架中的主要不确定性来源。【方法】将水泥基材料划分为硅酸钙凝胶、水泥净浆、水泥砂浆和混凝土4个尺度,依次构建了多尺度下的水泥基材料细观力学模型。同时,将概率方法应用于构建的细观力学模型来计算水泥基材料的弹性模量,并通过全局敏感性分析来量化输入参数(各相矿物组成、弹性模量、骨料的体积分数)的不确定性对水泥基材料弹性模量的影响。【结果】研究结果表明：本文构建的细观力学模型能够预测不同尺度下的水泥基材料弹性模量的均值及离散分布随水化程度的演化规律；通过比较不同尺度下的弹性模量离散性和参数不确定性,证实了输入参数的数量和初始离散性对模型预测结果影响较大；通过全局敏感性分析获取了模型输入参数的总阶敏感性指数排序结果,确定了影响材料弹性模量离散性的最大参数,并将不敏感项视为确定性参数。【结论】研究结果对于提高模型响应的计算效率具有很好的实践意义。
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