深部高应力-温度-渗透压耦合下超高性能混凝土损伤演化和传输机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51778613
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    刘志勇
  • 依托单位：
    东南大学
  • 学科分类：
    E0805.工程材料
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The exploration into the underground has become inevitable for human beings to expand the living space in the future. The concrete damage and structural performance degradation are greatly affected in the harsh environment deep underground. Focusing on the three prominent features (high stress, high temperature and high osmotic pressure) in the service environment of deep engineering structures, this project adopts the thermodynamics and porous media mechanics theory as well as the modern testing technology to characterize the macro, meso, microstructure and defect evolution parameters of the ultra-high performance concrete, to reveal the mechanism of ions transport, enrichment, adsorption, solidification and water flow and to develop the spatiotemporal evolution and distribution law of the deep stress field - temperature field - seepage field coupling. Based on this, considering the combination of damage accumulation and multiple ions interaction, the numerical transport model of micro-meso-marco scale, under the synergic condition by multiple field and multi-ions coupling, is established utilizing the Lattice model and finite difference method. Thus, this project will provide a scientific basis for the safe operation of the deep strategic engineering structure.
向地下进军已成为人类未来拓展生存空间的必然，深部地下严酷环境极易造成混凝土的损伤劣化和结构性能退化。本项目针对深部工程结构服役环境“高应力、高温、高渗透压”的三大突出特征，运用热力学与多孔介质力学理论和现代测试技术，表征超高性能混凝土材料宏、细、微观结构特征及缺陷演变参数，揭示侵蚀离子运移、富集、吸附、固化及水分流动机理，发展深部应力场-温度场-渗流场耦合的时空演化及分布规律。在此基础上，综合考虑损伤叠加及多离子交互效应，通过Lattice和有限差分法建立多场多离子协同作用下微观-细观-宏观相结合的传输数值模型。研究成果为深部重大战略工程结构的安全运营提供科学依据。

结项摘要

向地下进军已成为人类未来拓展生存空间的必然，深部地下严酷环境极易造成混凝土的损伤劣化和结构性能退化。本项目针对深部工程结构服役环境“高应力、高温、高渗透压”的三大突出特征，采用先进的无损超声探测法、X射线衍射、低场核磁共振技术等，探明了高应力、高温、高渗透压作用下超高性能混凝土(UHPC)微结构演变机理，量化了UHPC多尺度结构缺陷的演变参数。基于CEMHYD3D水化微结构模型构建了拉荷载作用下的损伤数值模型，揭示了荷载作用下的损伤演变规律，实现了孔隙萌生-拓展-贯通过程的表征。揭示了高温作用下UHPC的热力响应，探明了高温作用下UHPC浆体湿热传递性能，确定了温度对湿度传递的加速程度。分析了渗透压作用对UHPC微结构损伤劣化规律，量化了渗透压力对水分传输的加速作用关系，揭示了渗透压下UHPC的渗流损伤耦合机制。发展了深部应力场-温度场-渗流场三场耦合的试验方法，追踪了侵蚀介质传输的时空规律。在此基础上，综合考虑损伤叠加及多离子交互效应，通过分子动力学、Lattice和有限差分法等建立了混凝土多场多离子协同作用下纳观-微观-细观-宏观相结合的传输数值模型。研究成果为深部重大战略工程结构的安全运营提供科学依据。

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（1）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（0）
专利数量（6）
In situ observing the erosion process of cement pastes exposed to different sulfate solutions with X-ray computed tomography
X射线计算机断层扫描原位观察不同硫酸盐溶液中水泥浆体的侵蚀过程
  • DOI：
    10.1016/j.conbuildmat.2018.05.093
  • 发表时间：
    2018-07
  • 期刊：
    Construction and Building Materials
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Yang Yonggan;Zhang Yunsheng;She Wei;Liu Naidong;Liu Zhiyong
  • 通讯作者：
    Liu Zhiyong
Numerical prediction of effective diffusivity in hardened cement paste between aggregates using different shapes of cement powder
使用不同形状的水泥粉末对骨料之间硬化水泥浆体的有效扩散率进行数值预测
  • DOI：
    10.1016/j.conbuildmat.2019.06.125
  • 发表时间：
    2019-10
  • 期刊：
    Construction and Building Materials
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Liu Cheng;Qian Chen;Qian Rusheng;Liu Zhiyong;Qiao Hongxia;Zhang Yunsheng
  • 通讯作者：
    Zhang Yunsheng
Analytical Equations and Numerical Simulation Describing the Pore and Solid Phase Distributions of Interfacial Transition Zones in Cement-Based Materials
描述水泥基材料界面过渡区孔隙和固相分布的解析方程和数值模拟
  • DOI：
    10.1061/(asce)mt.1943-5533.0003494
  • 发表时间：
    2021-03
  • 期刊：
    Journal of Materials in Civil Engineering
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Yunsheng Zhang;Zhiyong Liu;Chunxiao Zhang;Guowen Sun
  • 通讯作者：
    Guowen Sun
Paraffin/red mud phase change energy storage composite incorporated gypsum-based and cement-based materials: Microstructures, thermal and mechanical properties
石膏基和水泥基材料的石蜡/赤泥相变储能复合材料：微观结构、热性能和力学性能
  • DOI：
    10.1016/j.jhazmat.2018.10.061
  • 发表时间：
    2019-02-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子：
    13.6
  • 作者：
    Liu, Zhiyong;Zhang, Shu;Sun, Juan
  • 通讯作者：
    Sun, Juan
非饱和水泥基复合材料的氯离子传输性能研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    材料导报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘志勇;汤安琪;王加佩;张云升
  • 通讯作者：
    张云升

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其他文献

中国大陆土壤中~(239 240)Pu的来源与背景值研究
  • DOI：
    10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2018.0519
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国环境科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄亚楠;潘少明;张威;StephenG Tims;刘志勇
  • 通讯作者：
    刘志勇
A data-driven approach for extracting and analyzing collaboration patterns at the interagent and intergroup levels in business process.
一种数据驱动的方法，用于提取和分析业务流程中代理间和组间级别的协作模式。
  • DOI：
    10.1007/s10660-018-9307-x
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Electronic Commerce Research
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    王珊珊;陈琨;刘志勇;郭仁拥;孙见山
  • 通讯作者：
    孙见山
经历环境作用的聚合物水泥基涂层钢筋与混凝土的粘结性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Key engineering materials
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    熊远亮;刘志勇
  • 通讯作者：
    刘志勇
Dickkopf-1 对结肠癌组织血管生成拟态形成的抑制作用及相关机制研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国肿瘤临床
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    齐丽莎;刘志勇;宋汪昭;程润芬;孙保存
  • 通讯作者：
    孙保存
高温超导涂层导体CeO_2缓冲层的化学溶液法制备及其热反应过程研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    低温物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    潘成远;高波;应利良;鲁玉明;蔡传兵;刘志勇;刘金磊
  • 通讯作者：
    刘金磊

其他文献

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刘志勇的其他基金

冠状核壳结构微胶囊相变材料的导向设计与主动抑制混凝土冻融破坏机制
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    58 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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