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要通过相关研究对 ＩＴＺ进行参数率定。陈思颖等 ［３４］ 通过分条带处理用环境扫描电镜拍摄得到了混凝土
界面过渡区微观结构的照片，研究了界面从砂浆过渡到骨料的过程中孔隙率的变化，在厚度为 ５０μ ｍ
的 ＩＴＺ范围内，孔隙率达到 ２４％。基于此建立了 ＩＴＺ － ２Ｄ细观模型，在该区域内随机投放圆形面积为
２４％的孔隙，孔隙电阻率可以视为空气电阻率，孔隙周围的基体电阻率则考虑为砂浆电阻率。通过上
述方法计算得到 ＩＴＺ电阻率为 ４．７５Ω ·ｍ，试验获得的砂浆电阻率为 ２．９２Ω ·ｍ，ＩＴＺ电阻率约为砂浆
电阻率的 １．５倍。
３．１．３ 有限元计算模型 通过 ＣＯＭＳＯＬ软件中提供的 ＡＣ?ＤＣ模块，采用单物理场－ 电流计算方法，数
值分析的传导模型为欧姆定律，如式（ ２）所示；模型四周设置为电绝缘边界，如式（３）所示；试件电压
初始值设置为 ０；模型两侧分别施加 ０电压与恒定电流，如式（４）与式（５）所示。由上述方程计算得到
立方体试件模型内部的电势分布，根据欧姆定律可得到模型电阻和电导率。
Ｊ ＝ σ ·Ｅ （２）
ｎ·Ｊ ＝ ０ （３）
Ｖ ＝ ０ （４）
０
! Ｊ·ｎｄｓ ＝ Ｉ （５）
０
２
式中：Ｊ为电流密度，Ａ?ｍ ；σ为电导率，Ｓ?ｍ；Ｅ为电场强度，Ｖ?ｍ；ｎ为表面法线；Ｖ为初始电压，
０
Ｖ；Ｉ为初始电流，Ａ。
０
３．１．４ 薄弱界面过渡区对 ＥＲＣＣ电阻率的影响 为进一步分析混凝土三相复合材料中 ＩＴＺ对混凝土电
阻率的影响，建立了含 ＩＴＺ的骨料体积分数为 ４０％的 ＥＲＣＣ － ２Ｄ细观数值模型 ［３５］ ，如图 ７所示。

图 ７ 含 ＩＴＺ的混凝土二维模型

按照 ３．１．１至 ３．１．３节中的计算原理和步骤，得到含 ＩＴＺ和不含 ＩＴＺ两种情况下的混凝土的电势分
布，如图 ８所示。图中细观数值模型不含 ＩＴＺ和含 ＩＴＺ所计算得到的电势分布几乎相同，二者电阻率
分别为 ９．３４和 ９．４９Ω ·ｍ，相差仅 １．６％，原因是 ＩＴＺ尺寸远小于骨料尺寸，对混凝土电阻率影响较
小。从导电机理来看，ＩＴＺ对混凝土导电性能和强度性能的影响机理有所不同，在研究混凝土的强度
性能时，相对薄弱的 ＩＴＺ会诱导裂缝发展。文献［２３］表明，在加载初始阶段，受压损伤会出现在大骨
料颗粒的界面处，加载后期，损伤由界面处延伸至砂浆区域，导致试件大面积受压损伤。但分析对电
阻率的影响时，电子在导电混凝土中的传输主要是通过砂浆基体中炭黑粒子搭接形成的通电网络，并
且 ＩＴＺ的体积较小，相较于砂浆基体，该区域的导电通路数量少且不连通，因此 ＩＴＺ的电阻率变化对
混凝土整体影响可忽略不计，含 ＩＴＺ和不含 ＩＴＺ的细观数值模型计算的电阻率相差不大。
３．２ 粗骨料体积分数对 ＥＲＣＣ电阻率的影响 通过上节研究表明 ＩＴＺ对混凝土电阻率的影响较小，
因此在数值模拟中可忽略 ＩＴＺ，建立砂浆基体和骨料的二相复合结构模型。依照 ３．１节中的步骤和原
理，改变骨料体积分数，可得到炭黑掺量为 ８％，粗骨料体积分数为 １０％～５０％的 ＥＲＣＣ电阻率。将
ＥＲＣＣ电阻率的数值计算结果与室内试验结果对比，如图 ９（ａ）所示，电阻率数值模拟结果与骨料体积
分数的关系如图 ９（ｂ）所示。

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