申请/专利权人：中南大学

申请日：2022-04-27

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114997034B

主分类号：G16C20/30

分类号：G16C20/30;G16C60/00;G16C20/20;G06F30/25;G06Q50/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.09.20#实质审查的生效;2022.09.02#公开

摘要：本发明公开一种纤维‑骨料混合堆积体的填充密度及空隙率预测方法，其步骤为：划分粒径区间；计算各类钢纤维的等效球体粒径：计算钢纤维与各粒径区间骨料的等效粒径比；计算单根纤维对周边骨料的微扰动体积；计算混凝土中的第k种纤维的纤维根数；测量各粒径区间骨料的填充密度；计算纤维扰动下各骨料粒径区间i的虚拟填充密度；计算虚拟骨架体系的虚拟填充密度，计算骨料颗粒骨架实际填充密度及骨料颗粒骨架空隙率。本发明将钢纤维纳入堆积密度计算模型，解决了现有计算模型无法考虑钢纤维种类和掺量的问题，可以获得准确的骨架混合体系在纤维扰动情况下的堆积密度和空隙率，进而为钢纤维自密实钢纤维混凝土配合比定量化精细设计提供重要参考。

主权项：1.一种纤维-骨料混合堆积体的填充密度及空隙率预测方法，包括如下步骤：步骤S1：划分粒径区间，粒径区间i＝1,2,3……；步骤S2：把钢纤维视作颗粒以将其纳入到填充密度模型，采用体积等效法计算各类钢纤维的等效球体粒径df-eq：df-eqk＝{1.5·[dfk]2·lfk}13；式中，dfk为第k种类型钢纤维的直径；lfk为第k种类型钢纤维的长度；步骤S3：计算钢纤维与各粒径区间骨料的等效粒径比seq，计算公式如下：seqi,k＝df-eqkDi；式中，Di为粒径区间i的平均粒径，Dmin为粒径区间i的下筛筛孔直径，Dmax为粒径区间i的上筛筛孔直径；步骤S4：计算单根纤维对周边骨料的微扰动体积vp，计算公式如下： kF为单根钢纤维对周边骨料的微扰动体积系数；步骤S5：通过用钢纤维掺入体积除以单根纤维体积的方法，计算在钢纤维体积掺量Vfk下，混凝土中的第k种纤维的纤维根数Nf，计算公式如下：Nfk＝VfkVf_singlek，式中，Vf-singlek为单根纤维的圆柱体体积；步骤S6：筛分骨料，测量各粒径区间骨料的填充密度αi；步骤S7：计算纤维扰动下各骨料粒径区间i的虚拟填充密度βi： 式中，K为骨架压实系数，Δi为骨料粒径区间i的受纤维影响的扰动作用系数；各骨料粒径区间i的受纤维影响的扰动作用系数Δi计算公式如下： Vfk为钢纤维单位体积掺量；步骤S8：计算虚拟骨架体系的虚拟填充密度γ，计算公式如下： 式中，粒径区间i＝1,2,3…，粒径区间j＝1,2,3…；γi为骨料混合后考虑骨料之间松动效应和壁效应虚拟填充密度；aij为粒径区间j对粒径区间i的松动效应系数；bij为粒径区间i对粒径区间j的壁效应系数；步骤S9：计算骨料颗粒骨架实际填充密度Φ，计算公式如下； 式中，yi为骨架混合体系粒径区间i的体积占比；上式没有显示解，利用压实系数K单调递增、非负特性，在MATLAB中利用牛顿迭代法进行隐式求解骨料颗粒骨架实际填充密度Φ；步骤S10：计算骨料颗粒骨架空隙率，计算公式如下：Pvoid-a＝1-Φ。

全文数据：

权利要求：

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