戴胜[1]2008年在《越江盾构隧道耐久性分析与评估体系研究》文中提出越江盾构隧道多为重大工程,服役寿命要求高,传统强度设计理念已不能满足要求,必须进行耐久性方面的设计、分析和评估。既有混凝土结构耐久性研究在结构类型上多限于地面结构和港工结构,地下结构尤其是越江盾构隧道因修建年限较短、耐久性失效问题不突出而相关研究滞后,尚未建立较为完善的越江盾构隧道耐久性的设计、分析及评估方法。本文拟依托国家自然科学基金资助项目“地下工程混凝土衬砌结构的耐久性与使用寿命(编号:50678135)”,结合崇明越江隧道工程,从越江盾构隧道特定结构和环境出发,总结了越江盾构隧道耐久性的影响因素,通过室内试验,研究了氯离子在越江隧道典型上覆粘土层中运移以及防水橡胶密封垫应力松弛规律,并据以建立了越江盾构隧道耐久性分析和评估体系。论文进行的研究工作及取得的成果主要有:(1)基于越江盾构隧道自身结构及所处水土环境的特点,对其归纳了耐久性的影响因素,建立了耐久性影响因素的树形结构图;(2)通过进行室内土柱试验,得到了氯离子在上海长江隧道典型断面上覆粘土层及土层孔隙水中的迁移参数,建立了氯离子在粘土层中运移的对流-弥散控制方程;(3)通过进行室内热氧老化试验,得到了上海长江隧道用防水材料叁元乙丙橡胶在不同温度和接缝位移条件下的接触应力松弛规律,据以建立了橡胶经时老化本构模型,并将其用于预测材料的使用寿命;(4)基于模糊数学理论,建立了多因素模糊碳化模型,分析了各影响因素间相互关系,为多因素作用下混凝土耐久性分析提供了新途径;(5)分析了既有混凝土耐久性评估方法的优缺点,结合越江隧道自身结构和环境特点,通过模糊等级划分和指标权重确定,建立了在役越江盾构隧道耐久性的多层次多指标评估体系。
宋翔[2]2003年在《现有混凝土结构耐久性的检测与评估》文中认为混凝土结构是目前应用最广泛的工程结构，因此对现有混凝土结构进行的耐久性检测与评估就显得十分重要。混凝土结构耐久性检测与评估主要起源于二十世纪六十年代，我国于二十世纪九十年代初期起对此展开大量研究工作，但到目前为止，仅限于对混凝土结构的可靠性鉴定，缺乏一套完整的、适合工程实际特点的耐久性检测与评估体系。因此有必要建立一套适合现阶段运用的检测与评估的体系。 本文运用叁级综合模糊评判模式和结构可靠度理论，并结合现有土木工程结构检测方法及手段，建立起一套适合于工程实践的混凝土结构耐久性检测与评估体系。 本文结合所建立的检测与评估体系，通过四个具体工程实例的检测评估实施，阐明实施的过程及系统的可行性。这四个工程实例，各具特色，这就为今后此领域的研究实施过程提供一个很好的借鉴作用，并为今后相关项目研究提供一定的参考价值。
郭丰哲[3]2005年在《既有钢筋混凝土桥梁的耐久性检测及评估研究》文中研究说明钢筋混凝土结构广泛应用于各类土木工程中。长期以来,由于“重强度轻耐久”设计思想的影响,大量的钢筋混凝土结构在使用期内就出现了由于耐久性失效而老化现象。钢筋混凝土结构的耐久性问题造成的负面影响和经济损失,引起了越来越多的学者和工程技术人员的关注。结构耐久性影响因素很多,并且各因素的关系错综复杂,相互耦合。因此,如何科学合理地评价现有结构并进行工程决策,已经成为当前钢筋混凝土结构耐久性研究的迫切任务。 本文结合高等学校青年教师教学科研奖励计划、四川省应用基础研究项目及实际工程结构的检测和评估项目,对钢筋混凝土结构的耐久性评估课题进行了一些研究。主要包括以下几个方面的内容: 1.从混凝土碳化、氯离子对结构的侵蚀、抗渗性与抗冻性、碱-骨料反应和钢筋锈蚀这几个方面入手,仔细分析了影响结构耐久性的因素,并重点介绍了钢筋锈蚀和混凝土碳化对结构耐久性的影响。 2.系统阐述了国内外混凝土耐久性各影响因素的研究现状,对已有的研究成果进行了评述,并结合最新的研究动态,指出混凝土各影响因素研究中存在的若干问题。 3.对混凝土结构耐久性检测的内容及过程进行了详细描述。采用现场量测法、回弹法、钻芯法等对结构进行材料性质检测,从而为耐久性的评定提供数据基础。 4.本文提出一种改进的叁级综合评判方法。该方法的特点是:用类比法对非定量因素定量化,建立隶属函数;根据各因素之间的重要性,用层次分析(AHP)法确定因素权重;采用加权平均模型作为综合评判模型;用非对称贴近度法划分桥梁耐久性等级。 5.结合所建立的检测与评估体系,通过两个具体工程实例的检测评估实施,阐明实施的过程及系统的可行性,为今后相关项目研究提供一定的参考价值。
武海荣[4]2012年在《混凝土结构耐久性环境区划与耐久性设计方法》文中指出本文以混凝土结构耐久性设计区划为研究对象,是混凝土结构耐久性环境区划标准(Durability Environmental Zonation Standard, DEZS)研究的承接和深化。围绕混凝土结构耐久性设计区划研究方法的建立和具体实施,研究服役环境对结构的作用效应和结构对环境作用效应的抵抗能力,基于环境对结构作用效应的量化结果进行自然服役环境的作用等级区划,并建立相应环境分区的耐久性设计方法与设计规定。具体包括以下几点：1.针对混凝土结构耐久性设计的要求,给出混凝土结构耐久性设计区划研究的内涵,提出混凝土结构耐久性设计区划研究的总体规定、原则体系和框架体系。讨论混凝土结构耐久性设计的多维空间属性,给出考虑区域环境差异、局部环境差异、结构与材料个性差异和使用年限差异的耐久性环境作用等级区划方法以及基于区划的耐久性设计方法体系。2.分析和确定混凝土结构耐久性劣化的主要机理及不同机理的环境影响因素和对应的量化指标,有针对性的获取基础数据资料和混凝土结构耐久性观察与检测数据,研究与耐久性有关的统计值及区域分布值,作为区划研究的数据基础。3.确定一般大气环境研究的基准环境与标准试件；结合环境温度、湿度和混凝土强度对混凝土碳化深度影响的标准化试验研究,建立适合于区划的碳化深度计算模型及相应耐久性寿命预测的概率方法。以环境作用系数为分区指标,一般大气环境基准环境作用等级区划方法,对局部环境给出了概念性的等级调整方法,建立一般大气环境的环境区划体系；基于环境区划结果,建立包含标准试件分区设计规定、考虑不同强度等级的材料修正系数和不同设计年限的时间修正系数的分区耐久性设计体系。4.确定海洋竖向环境与近海大气环境的基准环境和标准试件；从工程意义上提出混凝土名义表面氯离子浓度的概念,建立其与混凝土表层实测氯离子含量的统计关系；建立海洋竖向环境中名义表面氯离子浓度和龄期系数随高程变化的关系式,以及近海环境下的混凝土表层氯离子含量随离海岸距离的关系式；基于采用类似NT Build443试验方法的试验研究成果,建立考虑溶液氯离子含量和温度修正的的混凝土氯离子表观扩散系数计算公式,并基于Fick第二定律建立基于可靠度的海洋氯离子环境下混凝土结构耐久性概率预测方法。以海水浸润时间比为指标,完成对海洋竖向环境的环境区划；界定近海大气环境的影响范围为550m,以离海岸距离为指标,完成近海大气环境的环境区划；建立包括基准环境下标准试件的分区设计规定、考虑不同水胶比的材料修正系数、不同设计年限的时间修正系数和不同环境条件的温度修正系数与氯离子含量修正系数的分区耐久性设计体系。5.确定冻融环境下的基准环境和标准试件；以年均负温天数为指标建立了现场冻融循环次数的统计方法,并进一步给出了计算现场冻融循环次数的实用公式；以环境的平均降温速率为指标,基于静水压理论,针对饱水状态下的混凝土得到了不同冻融环境下混凝土损伤之间的比例关系,给出了等效室内冻融循环次数的计算方法,并给出利用室内等效冻融循环次数对混凝土抗冻耐久寿命进行预测的方法。以室内等效冻融循环次数为分区指标,建立冻融环境环境作用等级区划方法和以饱含水时间比例系数进行区划等级调整的方法；给出相应的分区耐久性设计规定。等效室内冻融循环次数是考虑了冰冻降温速率、饱水时间比例和冰冻时长等因素的量化指标,可以直接标识各地环境的严酷程度,又与混凝土的抗冻等级直接联系,可直接建立环境分区与分区耐久性设计的联系,直观的指导混凝土的抗冻耐久性设计。6.依托数据点分布较为密集的浙江省环境基础数据,基于提出的混凝土结构耐久性设计区划研究体系,完成浙江省一般大气环境、海洋氯离子环境和冻融环境的环境区划与分区设计规定,开发混凝土结构耐久性设计区划地理信息查询系统。浙江省耐久性设计区划的实施,一方面可以作为一个完整的实施案例,细化指导浙江省混凝土结构耐久性设计,另一方面可以作为数据分布较为稀疏的全国环境区划结果的校核。7.基于建立的环境耐久性环境区划体系和分区耐久性设计体系,选取不同的典型工程实例进行对应环境下混凝土结构的耐久性设计,说明所建混凝土结构耐久性设计区划方法体系的可行性。
王国迎[5]2007年在《钢筋混凝土桥梁结构耐久性模糊综合评价》文中研究说明钢筋混凝土桥梁是应用非常广泛的一种桥梁结构形式,由于钢筋混凝土结构材料自身和使用环境的特点,混凝土桥梁结构存在着严重的耐久性问题。国内外有关资料表明,由于混凝土结构耐久性病害而导致的经济损失是非常巨大的,并且随着环境的变化和功能要求的提高,耐久性问题会愈来愈突出。桥梁结构耐久性损伤状态评估是对桥梁进行养护、维修和技术改造必不可少的重要环节。本文在总结目前已有桥梁耐久性评估研究成果的基础上,对钢筋混凝土桥梁结构的耐久性评价问题进行了研究。首先对桥梁耐久性研究的意义、主要研究内容和研究方法进行了论述,然后对影响钢筋混凝土桥梁耐久性的因素、结构耐久性损伤机理及耐久性损伤对钢筋混凝土桥梁结构性能的影响和进行了分析研究。由于桥梁结构的耐久性损伤评定过程中包含大量的模糊信息,本文将层次分析法与模糊数学理论相结合建立了钢筋混凝土桥梁耐久性评价的模糊综合评定方法,建立了桥梁结构耐久性损伤评估模型和相应的指标体系,最后根据最大隶属原则,得出待评定桥梁结构的耐久性等级。并结合工程实例,选用武邑县坡道桥检测数据对该桥的进行了耐久性评估,评估结果与实际情况较为吻合,表明该方法是大致可行的。为提高评估效率,减少繁琐的矩阵运算,本文所述的模糊评估过程被制作成简易的计算机软件,用Visual Basic语言编制了相应的计算机程序,能够快速评估在用钢筋混凝土桥梁结构的耐久性。
苏林王[6]2016年在《荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究》文中进行了进一步梳理钢筋混凝土结构物因过早发生性能退化而缩减其服役寿命,往往不是由于强度不够,而是因为其耐久性不足。目前国内外对单一环境因素如氯离子侵入、碳化导致的混凝土结构耐久性劣化已有较成熟的研究。但值得注意的是,实际环境中混凝土因耐久性不良服役性能下降大多是荷载、环境和气候等多因素协同作用的结果,这必然与单一环境因素下的混凝土结构劣化规律有显着差异。环境与荷载耦合作用也不是各单因素作用的简单迭加,为深入揭示荷载与环境耦合作用对海工混凝土结构宏观性能劣化的影响机理,有必要研究荷载与海洋环境下混凝土中氯离子的渗透性及其变化规律,建立混凝土结构内部微变化与耐久性宏观劣化之间的相互联系。本文开展荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究,对码头正常使用条件下钢筋混凝土结构构件荷载水平进行了调研与分析,研发了新型荷载与氯盐侵蚀环境同步耦合设备系统,并应用于疲劳荷载作用下的海工混凝土结构氯离子侵入试验研究,对比静载下的混凝土氯离子侵入规律,揭示了疲劳荷载对混凝土氯离子渗透的量化影响规律,并应用于混凝土结构耐久性寿命预测中。本文的主要研究内容及结论如下:(1)采用理论计算和现场实际监测相结合的方法,以华南地区码头工程实例为调查对象,分析高桩码头典型梁体构件使用过程中的荷载状态与内力,结果表明若不考虑构件自重的影响,码头使用状态下构件荷载水平的取值约为0.1~0.47之间。(2)研制出动荷载与海洋环境同步耦合试验设备系统,该设备系统可提供多种频率与加载方式的交变荷载,能较真实地模拟海工建筑物在荷载与环境“同时耦合作用”的服役环境,实现了动荷载与氯盐侵蚀环境的同步耦合作用。(3)应用研制的动荷载与海洋环境同步耦合试验设备系统,进行了钢筋混凝土的荷载与氯盐环境的耦合试验(荷载水平分别为0.5、0.3、0.15,加载频率分别为2Hz、5Hz、10Hz,喷洒与加载同时开始同时结束,喷洒量约为15L/h),研究荷载和腐蚀同时作用下钢筋混凝土结构内氯盐渗透规律,揭示了交变荷载对混凝土结构耐久性劣化机理。(4)通过对已完成耦合试验的试件纯弯段取样进行氯离子含量测定,研究荷载与腐蚀耦合作用下氯离子侵蚀机理及其模型,分析不同荷载水平、不同加载频率作用下氯离子的传输行为,探索荷载与环境耦合因素之间的相互作用,获得了氯离子扩散系数的荷载影响因子,进而对原有氯离子渗透模型进行了修正。(5)通过对耦合作用后的构件进行内部损伤CT扫描试验,运用各种图像处理方法和分析手段,探索混凝土裂纹形态及其演化规律,找出损伤情况与荷载大小、加载时间的关系,确立基于海洋盐雾环境和荷载作用下的混凝土损伤规律,探索了混凝土细观损伤演化过程的机理及其对耐久性退化规律的影响。(6)基于试验研究成果,对以可靠度理论为基础而建立的腐蚀诱导期的钢筋混凝土结构耐久性寿命模型中的关键参数进行了修正,建立了疲劳荷载与海洋环境多因素耦合作用下的混凝土结构耐久性寿命预测模型,利用该模型对高桩码头的横梁结构进行了耐久性寿命计算,计算结果与实际情况较为吻合,并将耐久性寿命模型用于码头结构构件的耐久性寿命设计。
孟江[7]2007年在《大跨径预应力混凝土连续刚构耐久性研究与寿命预测》文中进行了进一步梳理本论文综述了影响混凝土结构耐久性的主要因素,并且阐述了混凝土结构耐久性评估和寿命预测的方法、内容及混凝土耐久性研究的现状和理论知识。以陕西黄陵至延安高速公路洛川段东龚家塬大桥为依托项目,确定影响预应力混凝土连续刚构桥梁耐久性的主要因素和寿命预测的评定模型。本论文通过现场采集数据和实验室做实验对结构进行研究,考虑桥梁结构耐久性能退化的影响,判定结构在使用年限内是否满足安全性、适用性和耐久性的要求,从而建立耐久性初始参数档案,并进行混凝土结构耐久性预测。研究结果表明影响混凝土结构耐久性的因素较多,且不能确定哪个影响因素对结构的破坏起了主要作用。混凝土寿命预测模型不是很完善,且只是模糊计算,是对结构寿命的一种科学的预测,不能准确计算出结构具体使用年限和能承受怎么样的荷载。因为引起结构耐久性失效的原因存在与结构设计、施工及维修养护的各个环节,有很多不确定因素对结构耐久性的影响也很大。所以建议综合考虑影响混凝土结构耐久性的各个因素,把影响结构耐久性主要因素的预测模型综合起来预测结构的最终使用寿命。本论文通过对影响大跨度预应力连续刚构耐久性的因素分析及使用结构评定模型对结构的寿命进行预测,有利于对混凝土材料和结构的进一步了解,对今后新形的建筑材料和结构发展奠定了基础,同时提出了怎样提高混凝土结构耐久性的几点建议。
李俊[8]2014年在《南方海港高桩码头钢筋混凝土结构耐久性评估及修复研究》文中认为许多上世纪建造的海港高桩码头,其使用年限在远未达到结构设计使用年限的情况下,钢筋混凝土结构就发生了不同程度腐蚀损坏现象,轻者,混凝土表面产生大量锈斑、保护层混凝土开裂、钢筋锈蚀；重者,保护层混凝土脱落、钢筋截面变细甚至锈断,最终导致结构失效。为确保码头的结构安全、延长其使用年限,无论是主管部门还是码头使用方都对海港高桩码头钢筋混凝土结构的耐久性检测评估和修复提出了迫切的需求。本文阐述了南方沿海高桩码头钢筋混凝土结构腐蚀损坏的现状以及钢筋锈蚀损坏的过程,讨论了码头结构耐久性检测项目和评估方法,重点阐述氯离子渗透混凝土的机理、导致影响结构剩余使用年限的氯离子扩散系数计算方法及其与混凝土表面氯离子浓度的选取、环境氯离子浓度的确定、保护层厚度和混凝土强度之间的关系,得出了海港钢筋混凝土结构受氯离子侵蚀后结构腐蚀损坏直至结构失效的使用年限计算过程,并成功应用于舟山海域某电厂高桩码头的耐久性检测评估,取得了明显效果。同时,对目前国内沿海高桩码头结构耐久性检测评估的内容和方法进行了研究,得出了以耐久性检测评估为主的“事前控制”码头维护制度。此外,将海港高桩码头钢筋混凝土腐蚀损坏的修复方法进行了对比和总结,在哲学和管理学的理论基础上,提出了基于全局观的钢筋混凝土结构修复思路,成功应用于舟山海域某电厂高桩码头的修复工程,使码头使用年限明显提高。
陈新孝[9]2011年在《既有混凝土框架结构抗震性能和评估》文中认为混凝土结构在建成投入使用后,其力学性能会随着服役时间的推移而劣化,从而产生耐久性损伤。针对目前抗震研究没有考虑结构耐久性损伤的现状,本文从影响钢筋混凝土结构耐久性损伤的主要因素——钢筋锈蚀出发,进行了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的反复加载试验,建立了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型,编制了考虑钢筋锈蚀的框架结构弹塑性动力分析计算程序,对钢筋混凝土框架结构在不同锈蚀率下的地震反应进行了分析,探讨了既有混凝土框架结构抗震性能和地震损伤评估等问题。论文首先对既有混凝土结构产生耐久性损伤的因素以及损伤结构材料与构件的力学性能进行了系统总结和分析,提出了用衰减函数定义的既有混凝土结构材料力学性能和构件的抗力模型,并考虑了与现行规范的衔接。根据混凝土结构材料、构件和结构整体耐久性损伤指数的定义和计算,提出了用耐久性损伤指数对混凝土结构进行耐久性评定的方法。利用自然暴露、干湿交替和电化学快速锈蚀等多种方法制作了17根锈蚀钢筋混凝土试件,分别进行了四种轴压比下的低周反复加载试验,试验研究了钢筋锈蚀对试件的滞回曲线、强度、刚度、变形和耗能等抗震性能的影响,分析了锈蚀钢筋混凝土压弯试件的恢复力特性,探讨了钢筋锈蚀对构件刚度和延性系数的影响以及刚度退化与构件钢筋锈蚀损伤的关系。讨论了上述要素对既有混凝土框架结构的动力计算参数的影响。在试验研究和现有钢筋混凝土压弯构件恢复力模型研究成果的基础上,给出了锈蚀钢筋混凝土压弯构件屈服剪力和屈服位移、极限剪力和极限位移、破坏剪力和破坏位移与钢筋锈蚀量及轴压比的统计关系,从而建立了锈蚀钢筋混凝土压弯构件的恢复力模型。利用已有文献资料的试验数据对该模型进行了验证,结果吻合较好。参考现有的研究成果,建立了锈蚀钢筋混凝土框架结构的动力分析模型,编制了考虑钢筋锈蚀的混凝土平面框架结构弹塑性动力分析计算程序XSHPK。利用该程序对钢筋混凝土框架在不同锈蚀率下的地震反应进行了对比分析,结果显示,损伤结构的抗震性能降低严重。采用基于功能(钢筋锈蚀率)／位移的能力谱方法(Pushover分析方法)对锈蚀钢筋混凝土框架的抗震性能进行了评估,结果表明,采用能力谱方法可以近似地确定地震作用下既有混凝土框架结构的抗震性能。根据已有混凝土结构地震破坏指标的综合统计分析,给出了适合既有钢筋混凝土框架结构的地震损伤评估模型,确定了评估指标与允许地震损伤程度的定量关系。通过算例,对本文所建立的地震损伤评估模型的实际可行性进行了验证。
丁亚碧[10]2017年在《祁临高速在役混凝土桥梁耐久性评估及劣化后抗震能力分析》文中研究指明桥梁是道路的咽喉,是交通系统的命脉,担当着天堑变通途的责任。随着服役年限的增加桥梁结构会出现不同程度的劣化损伤,这些劣化损伤的积累会造成桥梁结构耐久性降低及抗震能力弱化。为了保证在役桥梁的正常运营,有必要进行耐久性评估及劣化后抗震能力分析研究。本文来源于山西省交通厅科技项目(SJ-2016-16),以山西省祁临高速公路祁县-临汾段在役桥梁为研究对象,主要进行了以下几个方面的研究:(1)开展了山西省祁临高速公路在役桥梁病害调查及原因分析,进行了在役桥梁耐久性检测分析。通过对该条线路上二十五座典型桥梁进行耐久性检测,涉及到混凝土强度、钢筋保护层厚度、混凝土碳化、钢筋锈蚀、裂缝宽度和深度及氯离子含量,为耐久性评估和劣化后抗震能力分析提供基础数据支撑;(2)针对山西省祁临高速公路在役桥梁,利用层次分析法建立了耐久性评估模型,结合典型病害分析结果给出耐久性评估指标,通过线段无量纲模型将现行规范与检测结果结合起来,构造耐久性指标评估标准函数,使得指标评估评分定量化,并将变权理论引入到评估指标权重计算中,得到合理、科学及适用的耐久性评估体系;(3)在耐久性检测基础上,进行了耐久性损伤后抗震能力分析。从劣化后抗震分析参数研究入手,主要包括截面几何损伤、钢筋性能劣化和混凝土性能劣化。借助UCFyber软件进行马牧汾河大桥抗震能力分析,并进行30年、50年、70年和100年的耐久性损伤抗震能力弱化预测,得出在30~50年服役期间曲率延性弱化最为明显,可应用于山西省祁临高速公路耐久性损伤桥梁结构地震响应分析。以山西省祁临高速公路马牧汾河大桥工程实例,采用本文建立的耐久性评估体系和劣化后抗震能力分析方法进行实际应用,验证了本文方法的实用性和可行性,对山西省祁临高速公路在役桥梁结构养护、维修及加固提供一定的指导意义,可为山西省内其他高速公路提供技术参考。
参考文献：
[1]. 越江盾构隧道耐久性分析与评估体系研究[D]. 戴胜. 同济大学. 2008
[2]. 现有混凝土结构耐久性的检测与评估[D]. 宋翔. 浙江大学. 2003
[3]. 既有钢筋混凝土桥梁的耐久性检测及评估研究[D]. 郭丰哲. 西南交通大学. 2005
[4]. 混凝土结构耐久性环境区划与耐久性设计方法[D]. 武海荣. 浙江大学. 2012
[5]. 钢筋混凝土桥梁结构耐久性模糊综合评价[D]. 王国迎. 河北工业大学. 2007
[6]. 荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究[D]. 苏林王. 华南理工大学. 2016
[7]. 大跨径预应力混凝土连续刚构耐久性研究与寿命预测[D]. 孟江. 长安大学. 2007
[8]. 南方海港高桩码头钢筋混凝土结构耐久性评估及修复研究[D]. 李俊. 浙江大学. 2014
[9]. 既有混凝土框架结构抗震性能和评估[D]. 陈新孝. 西安建筑科技大学. 2011
[10]. 祁临高速在役混凝土桥梁耐久性评估及劣化后抗震能力分析[D]. 丁亚碧. 西安建筑科技大学. 2017