为 了有 效评 估 混凝 土在 冻融循 环 作 用下 的损 伤 ，在 混凝 土损 伤 力 学理论 的基 础 上 ，结合 实
验 测试 建立混 凝 土冻融损 伤 预 测模 型 ，开展 了 引 气混 凝 土在 冻 融作 用后 抗 拉 强 度 测试 试 验 研 究。
针 对混凝 土 的耐久性 失 效 实质是 一 个 内部 损伤 演 变的逐 步劣化 过 程 ，对混 凝 土试 块进行 网格 离散 ，
应 用概 率方法 分析 混凝 土冻融 随机损 伤 的 累积发 展 过程 ，建 立混凝 土损伤 演化 的三 维 多元 W eibul1
分布 模 型 ，基 于梯度 法进行 参数 估计 ，采 用 实测 数据 进行模 型 验证 ，设 计 了相 应算 法 ，采 用 C+ +语
言编 制程序 进行 计算 ，建 立适 用于 冻 融条件 下 的混 凝 土 耐久 性 随机 预 测模 型 。数值 和 实测数 据 显
示 ，随着 冻融次数 的增 加 ，混凝 土的损 伤呈 现非 线性 增长趋 势 。
关 键 词 ：混 凝 土 ；冻 融 循 环 ；试 验 研 究 ；损 伤 ；预 测 模 型 ；程 序
中图分类 号 ：TU 528．01 文献标 志码 ：A 文章 编 号 ：1674—4764(2011)01—0031一O5
Three-dim ensional Random Dam age Prediction M odel of
Concrete Caused by Freeze-thaw
ZHANG l ong，LI Shu-cai，LI Shou-kai
(School of Civil Engineering and W ater Conservancy，Shandong University，Jinan 250061，P．R．China)
Abstract：In order to effectively assess the dam age of concrete in freeze—thaw condition， prediction model
for concrete frost dam age is presented based on damage mechanical theory and the experimental test．The
degeneration of tension strength of air—entraining concrete is tested after freezing and thawing． Provided
with the fact that the degeneration of concrete is an interior damage evolving process，freezing and thawing
dam age accumulation of concrete is analyzed based on the discrete grid with probability of stochastic
m ethod． And Three—dimensional multi parameters W eibull distribution mode1 about concrete damage
evolutions is presented．Param eters are estimated based on gradient method，and the mathematical m odel is
verified according to the tested data．Corresponding algorithm is designed and program ming is com pleted by
C + + programming language to establish concrete durability prediction model under freeze—thaw
conditions． It is indicated that the damage of concrete develops in nonlinear way as the freezing and thawing
increases．
Key words：concrete；Freeze—thaw ；Experimental study；damage；prediction model；program
2001年 ，加州 伯克 利分 校 的 Mehta教 授 在 总
结 59年来 混凝 土耐久 性 的研究进 展 时 指 出 ：引 起混
凝土结 构 劣化 的破坏 因素按 照重要 程 度依 次 为 钢筋
锈蚀 、冻融 破坏 和海水 侵蚀 作用 。文献 [2]认 为对 于
一 般条 件下 的混 凝 土 结 构 ，其 功 能失 效 的标 志 并非
钢筋锈 蚀 ，而是 冻 融或 腐 蚀 等损 伤 引起 混 凝 土 自身

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