基于损伤本构及ANN的改性混凝土耐酸性能研究

摘要

为了探究偏高岭土和硅灰对改性混凝土耐盐酸性能的影响，进行不同质量分数下（偏高岭土5%、10%;硅灰5%、10%、15%）的盐酸浸泡试验，分析腐蚀对混凝土质量、动态弹性模量、抗压强度、应力-应变曲线及损伤演化的影响，并基于Weibull分布建立损伤本构模型，在经典公式中引入带时间参数的弹性模量及峰值应变二次函数进行双参数拟合。此外，在损伤演化中将弹性模量的衰减作为损伤因子进行分析。结果表明：混凝土中质量分数为5%偏高岭土相较于质量分数为10%的耐酸性更优，M5S5的动态弹性模量及抗压强度48 d后相对0 d仅分别下降22.9%、28.0%,而对照组下降39.7%、74.9%;腐蚀后混凝土延性及能量耗散能力均略有提高；拟合结果指标R²>0.80,表明建立的损伤本构模型与试验数据吻合较好。引入人工神经网络模型并将质量（水泥、偏高岭土和硅灰）和酸腐蚀天数作为其输入参数进行预测，预测结果的平均相对误差为5.85%,表明该模型在预测改性混凝土的耐盐酸性能上具有良好的潜力。

关键词

混凝土 / 腐蚀 / Weibull分布 / 本构模型 / 人工神经网络