土壤孔隙空间形态结构对扩散和热传导的影响

使用SAXS和NMR、MRI、SEM等测量不同土样、多孔玻璃等的粒子大小分布、孔隙大小分布、分形维数、多重分形参数、空间关联长度等结构参数。之后一方面对不同样品进行扩散、传热实验，然后将实验结果带入分数阶导数的扩散和热传导方程拟合参数。另一方面，依据结构参数用计算机来生成虚拟多孔介质，并在其上使用有限元方法模拟扩散和传热。最后分析实验和模拟结果来找到扩散系数等动力学参数对结构参数的依赖关系。..现实意义：为准确预测土壤中各种气体、溶质的输运、扩散；地下含水层系统中各种重金属,农药,病毒的迁移；提供先进方法和技术支撑。理论意义：理解扩散的发生机制；发现扩散过程对分形和无序体系的结构参数的依赖关系；建立能解释实验上观察到的偏离Darcy定律的反常扩散现象的输运方程；有助于相应的反应扩散方程的理论发展；澄清动力学弥散和纯扩散两者之间的差别。 2100433B

研究混凝土中的氯离子扩散和临界氯离子浓度对确保氯盐环境钢筋混凝土结构的安全运行、准确预测和提高工程使用寿命具有十分重要的意义。本项目从影响氯盐环境钢筋混凝土结构使用寿命最为关键的氯离子扩散系数和临界氯离子浓度入手，针对影响较大而研究又少的疲劳作用这一因素，分模拟溶液和混凝土两个层次，系统研究疲劳作用对氯离子扩散系数和临界氯离子浓度影响的理论、测试方法和定量计算模型，探索提高氯盐环境钢筋混凝土结构使用寿命的新方法，内容包括混凝土的疲劳损伤、疲劳作用荷载形式和损伤程度对氯离子扩散的影响及其敏感性、考虑疲劳作用影响的氯离子扩散模型、钢筋脱钝检测和判定方法、疲劳作用对氯离子临界浓度值的影响以及提高氯盐环境受疲劳作用钢筋混凝土结构使用寿命的新方法。本项目旨在揭示疲劳作用对混凝土中氯离子扩散和临界氯离子浓度影响的规律和机理，为氯盐环境受疲劳作用钢筋混凝土结构的设计和安全度分析提供科学依据。

研究混凝土中的氯离子扩散和临界氯离子浓度对确保氯盐环境钢筋混凝土结构的安全运行、准确预测和提高工程使用寿命具有十分重要的意义。本项目从影响氯盐环境钢筋混凝土结构使用寿命最为关键的氯离子扩散系数和临界氯离子浓度入手，针对影响较大而研究又少的疲劳作用这一因素，分模拟溶液和混凝土两个层次，研究了拉伸、压缩和弯曲疲劳作用对氯离子扩散系数和临界氯离子浓度影响的理论、测试方法和定量计算模型，探索了提高氯盐环境钢筋混凝土结构使用寿命的新方法，研究内容包括混凝土的疲劳损伤、疲劳作用荷载形式和损伤程度对氯离子扩散的影响及其敏感性、考虑疲劳作用影响的氯离子扩散模型、钢筋脱钝检测和判定方法、疲劳作用对氯离子临界浓度值的影响以及提高氯盐环境受疲劳作用钢筋混凝土结构使用寿命的新方法。项目在混凝土疲劳损伤定量表征方法、疲劳作用对氯离子扩散系数和临界氯离子浓度影响的机理、规律、测试方法和定量计算模型等方面取得了创新成果。项目揭示了疲劳作用对混凝土中氯离子扩散和临界氯离子浓度影响的规律和机理，为氯盐环境钢筋混凝土结构设计和安全度分析提供了科学依据。项目共发表论文48篇，其中SCI收录论文28篇、EI收录论文5篇、核心论文15篇，申请发明专利5项（4项已获授权），培养博士2名，硕士5名。 2100433B