《混凝土材料的拓扑学特征及分形特征的评价》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土材料的拓扑学特征及分形特征的评价（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、从抽象空间理论发展起来的拓扑学是研究几何图形在连续变形下保持不变性质的科学!“#。 近年来已成为研究连续现象的数学分支，许多自然科学中复杂几何特征经高度抽象和概括后，变得十分简洁而清晰，是材料科学中复杂的连续几何结构$规则、光滑结构形状，即有序系统%特征分析评价的重要理论基础。对于材料科学实验中经常出现的那些凹凸而不圆润、破碎而不连续、粗糙而不光滑的形状$即无序系统%，传统的几何语言却无能为力。分形几何弥补了它们的不足，揭示了无标度性$自相似性%，给出了自然界中复杂几何形态的一种定量描述。“拓扑空间与分形空间拓扑空间的公理最早于“?)*)AB-C -/ A-D-EBF )C, /.)FA) F
2、G).)FAH.B+ABF+ -/ F-CF.HAH“#$%HFGC-EN2 ().LBC “533362 OGBC)%#/0123415 P.H+HCA+ AGH H?)*)AB-C -/ +*FG FG).)FAH.B+ABF+ -/ F-CF.HAH )+ D).ABFH FG).)FAH.B+ABF -/ +*QDH./BCH ),RBSA*.H2+*DH./BFB) FG).)FAH.B+ABF -/ )EE.HE)AH，/.)FA*.H +*./)FH -/ F-CF.HAH )C, FHRHCAD)+AH，)C, RBF.-+A.*FA*.H -/ F-CF.HAH D-.H+
3、*+BCE AGH AGH-.BH+ -/ A-D-EN )C, /.)FA)2 )C, F-CF*,H+AG)A +*DH./BCH +BBF) /*RH2 BEGATHBEGA )EE.HE)AH2 DHLLH +A-CH )C, /.)FA*.H -/ FHRHCA D)+AH F)C LH )LQ+A.)FAH, *+BCE AGH AGH-.N -/ A-D-EN TGBH +*DH./BCH /N )+G2 F.*+GH, +A-CH2 /.)FA*.H +*./)FH -/ F-CQF.HAH )C, RBF.-+A.*FAB*H -/ F-CF.HAH D-.H+ F)C LH
4、 H/BFBHCAN ,H)A TBAG *+BCE AGH AGH-.N -/ /.)FA)2 )C,AGH C*RLH. -/ /.)FA) ,BRHC+B-C+ B+ E.H)AH. AG)C AGH C*RLH. -/ A-D-EN ,BRHC+B-C+2 L*A +R)H. AG)CAGH C*RLH. -/ +D)FH ,BRHC+B-C+2 )C, BC E-, )E.HHRHCA TBAG .HH?)CA C)A*.) )T+:6,7 892:05 F-CF.HAHU R)AH.B) +FBHCFHU A-D-ENU FG)-+ )C, /.)FA)U D-.H+U ),RBS
5、A*.HU )EE.HE)AH第95卷第“期哈 尔 滨 建 筑 大 学 学 报V-:95W-:“ 0330年0月X-*.C) -/ ().LBC : K =.FGBAHFA*.HYHL: 0330第!期唐明，等“混凝土材料的拓扑学特征及分形特征的评价（#） 若!，!“，“为指标集，则 !“!#!；则称!为$的拓扑，$% ! %称为拓扑空间%为了减小计算误差，将覆盖3“$5;A“1“$*%: ?;“$5;A&;）3是如此的不规则，以至它的局部和整体都不能用传统的几何语言来描述；（#）3通常有某种自相似的形式，可能是近似的或是统计的；（(） 一般地，3的分形维数大于它的拓扑维数；（K） 在大多数情
6、况下，3可以以非常简单的方法定义，可以由迭代产生。由此建立的分形空间的定义如下：定义%定义.;6为集合6的*+,-./011维数，让3$% 74为具有度量7的完备度量空间，由8$%表示$的完备子集空间。定义7 $6 9%为集合6“$和9“$之间的距离 7 $6% 9% :+L ;拓扑维数分形维数一个几何对象的维数等于确定其中一个点的位置所需要的独立坐标数目。例如，对于二维平面$*% ,%中的一条曲线,);$*%，要确定其中任一点$*-%,-%的位置，需要在*% ,轴各取一值，但这对数必须使它们满足,-);$*-%这个关系。所以，对这个几何对象来说虽然用了两个坐标，但独立的只有一个，因此，它的维
7、数是!。在三维空间要描述一条曲线需要两个方程，因此在三个坐标中独立的也只有一个。通常把上述定义的维数也称为拓扑维数。邻域是拓扑学的一个核心概念，一个几何对象中相邻的点，只要保证连续性，无论通过怎样拉伸、压缩、扭曲变成各种形状，相邻的点还仍然相邻，所以说拓扑维是拓扑不变量 =$5? $6?!“ A# $#!%“!%B2); !C21$#!%21 !B+“D“!“ A# $#!%“E%B2); !C21$#!%21 !BA+DCE图AF$:6 9? 79:7686 .4464.86图A混凝土与水泥石的断裂面234$A 2.78B6 B?.76 9? 79:47686 .:C 76D6:8 E.86
8、图,混凝土孔隙断面的分形特征234$, 2.78.; 7F.7863837 9? 79:7686 E96G结论（!） 通过拓扑空间、分形空间以及拓扑维数与分形维数的比较，对混凝土材料的几何特征重新认识和评价是十分必要的。（#） 对于超细硅灰、轻集料、卵石以及水泥浆的断裂表面，可以用拓扑学的理论进行抽象化处理，使研究更为便利。（&） 对于超细粉煤灰、碎石、混凝土断裂面以及混凝土孔隙显微结构等几何特征的评价，采用分形理论是十分有效的。参考文献：(!*王宝玲+辛玉梅$拓扑学(H*$哈尔滨“黑龙江科学技术出版社+!111$(#* IJH5KJLMN H I$基础拓扑学(H*$孙以丰译$北京“北京大学出
9、版社+ !1)&$(&*谢和平$分形O岩石力学导论(H*$北京“科学出版社，!11,$(G*李后强$分形理论及其在分子科学中的应用(H*$北京“科学出版社，!11,$(*仪垂祥$非线性科学及其在地学中的应用(H*$北京“气象出版社，!11$(A*唐明$超细粉煤灰高功能PJQ材料的研究(R*$沈阳建筑工程学院学报，#%-#/“ !%O!%)$(,* STIHLMS 5$ IE678 9? 79:7686 E9938U 6386C(R*$Q6D6:8 .:C Q9:7686 J66.7F，!111-,/“ !)!O!)$()*阎培渝+姚燕$水泥基复合材料科学与技术(H*$北京“中国建材工业出版社，
10、!111$)1混凝土材料的拓扑学特征及分形特征的评价混凝土材料的拓扑学特征及分形特征的评价作者：唐明， 巴恒静 作者单位：哈尔滨工业大学,材料科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150006 刊名：哈尔滨建筑大学学报 英文刊名：JOURNAL OF HARBIN UNIVERSITY OF CIVIL ENGINEERING AND ARCHITECTURE 年，卷(期)：2002，35(1) 被引用次数：5次参考文献(8条)参考文献(8条)1.王宝玲.辛玉梅 拓扑学 19992.Armstrong M A.孙以丰 基础拓扑学 19833.谢和平 分形-岩石力学导论 19974.李后强 分形理论及
11、其在分子科学中的应用 19975.仪垂祥 非线性科学及其在地学中的应用 19956.唐明 超细粉煤灰高功能PRC材料的研究期刊论文-沈阳建筑工程学院学报 2000(02)7.Diamond S Aspects of concrete porosity revisited 1999(07)8.阎培渝.姚燕 水泥基复合材料科学与技术 1999相似文献(10条)相似文献(10条)1.期刊论文 唐明.王甲春.李连君 压汞测孔评价混凝土材料孔隙分形特征的研究 -沈阳建筑工程学院学报(自然科学版)2001,17(4)用混沌分形理论结合压汞测孔技术,直接测试评价了混凝土材料孔隙的显微结构特征,计算出了对应的
12、分形维数,并对普通混凝土与掺超细粉煤灰的混凝土 孔隙的分形特征进行了比较.研究表明,硬化后混凝土材料孔隙的显微结构的几何特征采用分形理论分析评价是十分有效的,掺超细粉煤灰的混凝土不仅具有粗 孔细化的效果,而且,孔隙的分形特征也有了明显的改善.2.会议论文 唐明.巴恒静 基于分形理论的混凝土孔隙特征研究 2004本文从分形集与分形空间的属性,分析了混凝土材料孔隙结构的分形特征,在分形理论的指导下,以压汞测孔为基础,分析评价混凝土材料孔隙结构特征.此 外,养护条件对水泥石孔隙分形特征也有明显的影响.3.期刊论文 英志杰.李永清 混凝土结构件裂缝分析及处理 -青海交通科技2009,“(6)分析混凝土
13、结构件产生裂缝的原因,简要说明结构件裂缝处理时注意的事项和方法,为以后混凝土结构件施工提供参考.4.期刊论文 姚军涛 混凝土外观质量控制浅谈 -青海交通科技2009,“(1)随着我省交通建设的快速发展,特别是高等级公路的建设,对工程外观质量的要求也有了明显提高.在各类大中型构造物施工中,因工艺等原因造成的缺陷如 麻面、剥落、露筋等,通过各种弥补措施,一般均能达到内在质量要求.但由于整修工艺本身所造成的混凝土外观色差,则往往留下明显的人工痕迹,从而造成外 观上的两次缺陷而影响整体美观.根据混凝土的施工特点,从工艺上加以介绍,供广大同行探讨.5.期刊论文 黄世静.王书明.邓可库 混凝土防腐增强试验
14、研究与应用 -青海交通科技2009,“(3)通过试验对粉煤灰的基本性能进行了研究,分析了粉煤灰对混凝土性能的影响.有效提高混凝土防腐蚀、耐久性,从而提高混凝土质量和使用寿命.6.期刊论文 袁胜喜.梁志杰.李银红 混凝土表面蜂窝麻面的防治措施 -青海交通科技2007,“(6)防止混凝土出现蜂窝麻面,应把好原材料进场关、严格控制配合比、注意模板制作与安装工艺、加强混凝土浇筑工艺管理、做好混凝土养护工作.7.会议论文 李柱国.史天生 在人工冻结地层中施工地下工程的混凝土材料研究 19958.期刊论文 李秀兰 浅议构造物混凝土的施工质量 -青海交通科技2008,“(1)构造物的混凝土质量,对构造物的安
15、全和造价有很大影响,在施工中必须重视混凝土的施工质量.9.学位论文 龙庆 冻融循环与碱-硅酸反应对混凝土及砂浆体的复合效应研究 2005混凝土的耐久性问题一直是混凝土材料科学的重大研究课题。在外部环境恶劣的情况下，混凝土工程，特别是桥梁工程的耐久性问题显得比强度更加重要 ，它将直接影响到工程的安全性。混凝土耐久性破坏往往是多因素互相交叉、综合作用的结果。在众多混凝土耐久性影响因素中，冻融循环和碱-骨料反应各 自单一作用对混凝土耐久性的破坏，国内外许多专家学者已经有了比较深入的研究。但二者协同复合作用对混凝土耐久性的影响究竟如何，尚处于空白阶段。 因此，对这一问题进行深入的研究就显得十分有必要。
16、本文将冻融循环和碱-骨料反应的复合作用划分为叠加作用和交互作用两个层面，分别采用砂浆棒法和小混凝土柱法对其效应进行试验分析。砂浆棒法试 验将砂浆棒试件分为冻融循环单一作用、快速碱-硅酸反应单一作用、先冻融循环再快速碱-硅酸反应叠加作用、先快速碱-硅酸反应再冻融循环叠加作用四个 系列，将各系列试验结果进行对比分析。小混凝土法试验将小混凝土柱试件分为冻融循环单一作用、快速碱-硅酸反应单一作用、冻融循环和快速碱-硅酸反应 交互作用三个系列。各个试验系列按照各自养护方法进行养护，并在规定龄期测定其质量损失率或长度膨胀率指标。通过对以上各个系列试件的结果对比分析，得出混凝土及砂浆体结构在发生碱-硅酸反应后，其抗冻性能将显著降低。试件在冻融循环和碱-硅酸反应两种 破坏因素的复合作用下，都体现出比单一作用更大的劣化值，甚至超过了两者单一作用劣化指标之和，即便是掺加碱-硅酸反应抑制剂后同样如
