必贏3003no1線路檢測中心必贏3003no1線路檢測中心馮闖教授團隊在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Journal of Building Engineering》（中科院二區(qū)，IF=7.144）上發(fā)表題為“A Two-step Homogenization Micromechanical Model for Strain-sensing of Graphene Reinforced Porous Cement Composites”的研究論文。2021級碩士研究生樊宇澄為論文第一作者，馮闖教授為通訊作者，必贏3003no1線路檢測中心必贏3003no1線路檢測中心為第一通訊單位。
石墨烯納米片（GNP）是一種具有高導(dǎo)電性的納米材料。當它添加到廣泛應(yīng)用的水泥中時，可以提高復(fù)合材料的壓阻性能，壓阻性是指材料電阻改變響應(yīng)于外部施加的機械變形的能力，這種水泥基復(fù)合材料在開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)自傳感，自監(jiān)測的大型智能建筑/橋梁/道路工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域具有極大潛力。然而，關(guān)于GNP增強水泥基復(fù)合材料（GNPRCC）電學(xué)及壓阻性能的理論工作非常有限，這是因為GNPRCC作為多孔材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，基體，增強相和孔隙三相電導(dǎo)率差異極大，單一的均質(zhì)化理論和傳統(tǒng)微觀力學(xué)模型難以同時將所有因素納入考慮計算GNPRCC的有效電導(dǎo)率，也無法解釋電阻響應(yīng)于應(yīng)變的物理機制?；诖吮尘?，馮闖教授團隊開發(fā)了一種兩步均質(zhì)化的微觀力學(xué)模型，先后考慮了GNP和孔隙。使用取向分布函數(shù)（ODF）和Eshelby張量評估了基體內(nèi)填料的分布和幾何形狀。同時，建立了具有界面電阻的波紋狀GNP的雙參數(shù)形狀模型，并將其等效為扁平圓柱體填料來考慮GNP的褶皺效應(yīng)。在此理論框架的基礎(chǔ)上考慮了由GNPs和孔隙的存在引起的導(dǎo)電機制的變化，影響GNPRCCs壓阻性能的主要因素：（i）GNPs的定向排列和體積變化；（ii）勢壘高度和隧穿電阻的變化；（iii）孔隙的重新取向和孔隙率變化。該兩步均質(zhì)化微觀力學(xué)模型有助于預(yù)測GNPRCCs的電導(dǎo)率和在不同載荷條件下的電阻變化，并揭示支撐GNPRCCs應(yīng)變傳感的基本物理機制。
文章在線網(wǎng)址：https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.106546
作者：必贏3003no1線路檢測中心；審核：張濤、楊會峰
