研究成果发表在工程材料期刊《Construction and Building Materials》，论文题为《Multiphysics meshless method for mesoscopic concrete cracking under frost action》，李同春教授为该论文的通信作者，博士生郑斌为第一作者。
寒区混凝土内部冻裂劣化对混凝土耐久性和水工建筑物的安全影响较大。在改进的多场耦合物质点法（MPM）的框架下（如图1），本文研究了混凝土在冻融作用下孔隙水相变引起的细观层面劣化机理：1.考虑由砂浆、界面过渡区(ITZ)和骨料组成的混凝土细观结构，提出了ITZ-embedded方法模拟物质点法中热交换和力学模拟的不连续性；2.通过引入液相分数参数，将相变与应力演化之间的关系纳入MPM本构模型；3.采用分步法（fractional step）和半隐式（semi-implicit scheme）求解孔隙水相变过程中孔压分布，提高计算效率。本文结果（如图2）证明了提出的多场耦合MPM方法在模拟冻融作用下混凝土内部裂纹出现和扩展的数值可行性。
论文信息：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132209
图1 多场物质点法模拟框架示意图
图2 冻融作用下模拟结果：内部裂缝、温度场、孔隙水压分布
