张成中[1]2002年在《混凝土结构适用耐久性评估及其工程应用》文中指出混凝土碳化和混凝土中的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素，混凝土中的钢筋开始锈蚀时间与保护层锈胀开裂时间则是混凝土结构耐久性评估中的两个重要问题。首先，论文在分析已有混凝土碳化预测模型与影响因素的基础上，建立了以混凝土抗压强度为参数，考虑环境温湿度，施工因素，应力状态及环境CO_2浓度影响的混凝土碳化深度实用模型，并利用大量工程实测数据对模型进行了验证；通过对实际工程检测数据的回归分析，给出了碳化残量的计算公式；考虑到混凝土碳化的随机性，提出了混凝土碳化寿命的概率分析方法。其次，基于试验结果和实际工程检测结果，建立了考虑混凝土强度，保护层厚度和小环境影响的保护层锈胀开裂前的钢筋腐蚀深度的预测模型；通过对国内外混凝土锈胀开裂试验结果的分析，建立了保护层锈胀开裂时的钢筋腐蚀深度计算公式，提出了基于可靠性理论的锈胀开裂寿命分析方法。最后，将论文建立的碳化预测模型，钢筋锈蚀深度预测模型以及所提出的适用耐久性评估方法应用于武汉钢铁公司江心水站，在江心水站耐久性检测基础上，分析了江心水站的剩余碳化寿命和剩余锈胀开裂寿命，为江心水站的维修，加固和日常管理提供了决策依据。
王国迎[2]2007年在《钢筋混凝土桥梁结构耐久性模糊综合评价》文中研究表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。
蒋君[3]2007年在《混凝土结构耐久性分析》文中提出混凝土碳化是影响混凝土结构耐久性的重要因素。首先,论文在分析已有混凝土碳化预测模型与影响因素的基础上,建立了以混凝土抗压强度为参数,考虑环境温湿度,施工因素,应力状态及环境CO2浓度影响的混凝土碳化深度实用模型,并利用大量工程实测数据对模型进行了验证;通过对实际工程检测数据的回归分析,给出了碳化残量的计算公式;考虑到混凝土碳化的随机性,提出了混凝土碳化寿命的概率分析方法。然后,将论文建立的碳化预测模型以及所提出的适用耐久性评估方法应用于武汉钢铁公司江心水站,在江心水站耐久性检测基础上,分析了江心水站的剩余碳化寿命,为江心水站的维修、加固和日常管理提供了决策依据。
梁健[4]2016年在《基于多因素耦合的锚杆锚固结构耐久性研究》文中研究说明随着中国的改革开放和城镇化进程的推进,特别是―一带一路‖战略的实施,锚杆锚固结构在我国岩土锚固工程中得到空前广泛的应用。其发展速度之快、应用规模之大,应用量之多已跃居世界之首。但另一方面,锚杆锚固结构所处自然环境大多十分恶劣,各种腐蚀性介质及杂散电流广泛存在,同时在荷载的作用下,还存在严重的应力腐蚀。锚杆锚固结构在这样的工作环境和长期使用条件下会逐渐老化,损伤甚至破坏,世界各地均发生过由于耐久性不足而导致锚固失效的工程实例,有学者甚至将之比喻为―定时炸弹‖。可见,锚固体结构耐久性研究的重要性和紧迫性。世界范围内的众多学者对混凝土结构进行了大量理论与实验研究,深入研讨了各种实际工程中遇到的混凝土结构耐久性问题。但其研究范围主要局限于钢筋混凝土结构。而钢筋混凝土结构的工作环境、受力状态与锚固体结构有着较大的差别,钢筋混凝土结构的研究结果不能完全直接运用于锚固结构。锚杆锚固结构耐久性研究工作意义重大,但该领域的研究尚处于基础阶段,相关的实验模型、试验方法、实验数据的分析、实验成果与实际工程评估体系的结合等都还有大量问题亟需解决。在土壤及岩石环境中,影响锚固体结构耐久性的因素很多,且这些因素相互影响,表现出很强的随机性和模糊性,本文通过实验和理论分析,对多因素耦合条件下锚杆锚固系统的腐蚀退化机理进行分析;对多种腐蚀介质与应力作用复合条件下锚杆锚固结构耐久性影响因素进行了研究,结合层次分析法和模糊数学理论,采用模糊综合评价方法评估了锚固结构的耐久性。具体的工作及成果如下:(1)设计符合实际受力状态的新型锚杆试件,建立考虑多因素耦合的锚杆锚固结构耐久性试验系列新方法。对锚固试件使用不同浓度的单一介质腐蚀溶液、复合介质腐蚀溶液在长期浸泡、浸烘循环、长期荷载等复合条件下进行了实验研究。通过对实验结果的分析,研究锚杆锚固系统在复杂因素作用下的腐蚀损伤机理,为研究锚杆体在多因素耦合作用下的腐蚀介质扩散规律提供支撑。(2)使用热学方法对腐蚀介质在锚固体内部扩散的过程进行了研究。本文通过对比PFC2D的热学模拟结果与理论公式结果,验证了PFC2D热学模拟的正确性。进行了单一氯离子在水泥砂浆锚固体中扩散的PFC2D模拟、浸烘循环的模拟、硫酸盐对氯离子在砂浆锚固体中扩散的影响模拟研究,并与实验结果进行了对比验证。(3)创新性的使用细观断裂力学理论对锚固体在长期拉应力作用下的微裂缝开展进行了研究。本文通过化学反应速率理论和裂纹增长动力学知识推导了锚固体在长期拉应力作用下裂纹开展的时间效应相关参数,然后结合PFC2D的平行黏结模型推导了如何计算时间增长减少平行黏结直径、估计黏结失效的时间。本文进行了锚固体在长期拉应力作用下的应力腐蚀裂纹模拟研究,并与实验结果进行了对比。(4)进行了考虑化学腐蚀对应力腐蚀影响的研究。实验证明,腐蚀介质进入砂浆锚固体内部,发生化学反应,生成难溶的盐类矿物,引起膨胀、开裂,导致砂浆锚固体的劣化,加速了应力腐蚀的发生。本文通过PFC2D的热学计算模块和力学计算模块研究这种影响。在计算过程中,根据热学模块的计算结果获得氯离子浓度;再调用应力腐蚀子程序,利用氯离子浓度对混凝土裂纹扩张临界应力进行修正,模拟砂浆锚固体的开裂情况。与实验结果的对比证明这一方法比单纯考虑应力腐蚀的计算方法更加接近实际。(5)建立了―考虑热学-细观力学耦合的锚固体内部腐蚀介质扩散模拟方法‖。在计算过程中,进行PFC2D的热学模块和力学模块的耦合计算,热学模块输出氯离子浓度分布情况,力学模块根据氯离子浓度对应力腐蚀的结果进行修正;另一方面力学模块输出模型的应力、裂纹生成等信息,热学模块读取这些信息后允许模型的热学边界做出修正,生成新的热学计算的―边界条件‖。通过与实验数据的对比,证明耦合计算能较好地模拟砂浆锚固体在长期拉力以及腐蚀介质复合作用下的开裂和腐蚀的情况。(6)分析了腐蚀性离子侵蚀锚固体和钢筋开始腐蚀失效的各种不确定因素,建立了基于一次二阶矩理论的半分析概率预测模型,用于计算锚固系统达到一定概率发生腐蚀破坏或者钢筋达到腐蚀失效需要的试件,与传统的确定性分析模型相比,新模型可以研究锚固体系的腐蚀失效概率关于各参数的敏感性,可以分析这些影响因素的平均值和变异系数的影响。(7)从结构层次全面分析了影响锚固体结构耐久性的各种因素及其特点,建立锚固结构耐久性评估新方法。利用层次分析和模糊数学理论,突破停留在构件层次上的锚固结构耐久性研究,从结构层次讨论锚固结构耐久性,与实际工况更为接近。本文通过实验和理论分析,对多因素耦合条件下锚杆锚固结构耐久性展开了一系列研究,希望取得的研究成果能起到抛砖引玉的作用,为今后的研究提供一些思路与方法。
刘腾[5]2012年在《既有混凝土结构适用性耐久性评估系统的研究及应用》文中进行了进一步梳理钢筋混凝土是世界各国工程建设中的主要建筑材料，20世纪50年代国外已注意到混凝土的耐久性问题，钢筋混凝土结构的耐久性病害，以及钢筋混凝土结构耐久性不足引发的一系列问题，国外学者曾经用“五倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性。基础设施建设在国民经济中占很大的比例是我国现阶段的国情之一，重视在混凝土耐久性方面的研究在现阶段也就显得尤为重要。目前国内外对混凝土结构的耐久性研究已取得一定的进展，混凝土结构的耐久性研究应考虑环境、材料和结构等方面的因素，这些因素可分为环境、材料、构件和结构四个层次，相对而言材料和构件的研究较为深入，结构层次的耐久性评估方法也有了相当程度的研究。耐久性的预测并不是一门精确的科学，建筑物及其部件的预期寿命期限有时只是一个基于信息资料上的估计。层次分析法是把复杂问题分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构。模糊集合的概念则为描述错综复杂的事物提供了数学工具，使对复杂事物进行模糊综合评估成为可能。模糊综合评估方法是以层次分析法为理论基础，应用模糊关系合成原理，从多个因素对被评估事物隶属等级状况进行综合性评估的一种方法，它所具有的特点，恰恰能满足混凝土结构耐久性评估的需要。人工神经网络(Artificial Neural Network，ANN)，是由大量处理单元(神经元Neurons)广泛互连而成的网络，是对人脑的抽象、简化和模拟，反映人脑的基本特性，人工神经网络采用物理可实现的器件或采用现有的计算机来模拟生物体中神经网络的某些结构与功能，并反过来用于工程或其他领域，可克服目前计算机或其他系统不能解决的问题，如学习、识别、控制、专家系统等。神经网络方法来评估结构的耐久性具有精度高、收敛速度快等优点，且计算过程简单，又能真实地反映出耐久性影响因素对结构的影响程度，从而有效地提高工作效率和经济效益，同时避免了传统评价方法中的人为因素、环境因素的影响。本文基于Delphi编程语言，在高层建筑结构分析可视化处理软件SAGS的基础上添加耐久性评估相关的参数及评价指标，基于AHP法和BP算法编写相应的函数与算法，编制了既有混凝土结构适用性耐久性评估系统。
戴胜[6]2008年在《越江盾构隧道耐久性分析与评估体系研究》文中进行了进一步梳理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。
刘秋阳[7]2015年在《南通地区中小桥梁病害分析及其耐久性评估方法研究》文中研究说明桥梁在交通系统中发挥着举足轻重的作用,而其耐久性不足造成结构劣化损伤的现象一直是社会关心的问题,桥梁的养护管理也越来越受到重视。本文以江苏省南通地区国省干线公路中、小跨径混凝土梁桥为研究对象,考虑沿海地区环境等影响因素,主要进行了以下几方面的研究：1)开展了南通地区国省道干线公路的中小桥梁病害调查与分析。主要包括南通地区公路桥梁现状调查(包括环境、气候、桥梁荷载等)和中小桥主要病害的调查与分析。2)进行了南通地区典型桥梁耐久性检测与分析,为桥梁耐久性评估研究提供了技术数据和科学依据。3)采用层次分析法建立了混凝土梁桥的耐久性评估指标体系,基于桥梁的现场病害普查和耐久性检测重点研究了耐久性指标的取值方法,并将变权理论引入桥梁耐久性评估中。最后将提出的评估方法应用到实桥中验证其合理性和适用性。本文研究基于南通地区公路桥梁的实际环境,研究成果的针对性较强,对南通地区公路混凝土桥梁的养护、管理、评价、维修和加固工作具有一定的指导意义,为钢筋混凝土桥梁耐久性评估工作提供了重要的技术参考。
郭丰哲[8]2005年在《既有钢筋混凝土桥梁的耐久性检测及评估研究》文中提出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。
赵本栋[9]2015年在《海域地区混凝土桥梁耐久性评估研究》文中研究说明随着国内基础建设的高速发展,我国沿海地区修建了大量的钢筋混凝土桥梁,这些桥梁工程耗资巨大,关系到国计民生,大多需要长达百年的服役期限。然而,恶劣的海洋环境长年累月地对其进行侵蚀,导致混凝土不可避免地逐渐老化、损伤甚至破坏。当前桥梁工程的耐久性状态,引起了工程界对耐久性设计及评估的重视,但是业内对桥梁耐久性和剩余寿命的评估尚无统一认识,耐久性设计意识匮乏。因此,对混凝土结构耐久性进行研究,并以此推动工程应用具有重大意义。本文对耐久性研究课题进行整体梳理,从环境、材料、构件和结构等不同的角度入手,研究耐久性状态的损伤和评价。首先通过研究海洋环境的特点,对结构环境作用进行分类;其次分别研究了海洋环境对混凝土和钢筋材料的影响,进而对两者的损伤机理进行分析总结。在模拟材料损伤过程的同时,分析了材料损伤过程中力学性能的变化;然后研究分析了钢筋锈胀的损伤过程及破坏形态,总结了现今应用广泛的多个钢筋锈胀模型,通过算例分析对比各个模型的优缺点;重点研究了氯离子侵蚀的数学模型,对已有的经典模型进行修正,并给出了模型中各个数据的选取办法及建议值,使其能够良好地应用在桥梁耐久性状况监测中;最后,本文通过对混凝土结构耐久性准则的分析,利用剩余寿命的评定方法,建立起一套针对耐久性状况的数学评估办法。模型应用了模糊数学综合评判法,为桥梁结构建立层次清晰的评判框架,并采用了隶属函数及贴近度原则,给出了解析矩阵和评判结论。本文通过对依托工程的实例分析,对该套评判系统的应用意义进行了验证。
徐超[10]2014年在《桥梁风险评估体系及钢筋混凝土拱桥耐久性评估研究》文中研究表明桥梁作为陆路交通的枢纽，它对于经济及社会的发展都起着十分重要的作用。但是，桥梁工程本身在其生命过程的每一个阶段都会面临着各种各样难以预知的风险。而且作为交通枢纽的桥梁一旦在意外事故中发生破坏，那么带来的往往是巨大的经济损失甚至是人员伤亡。所以，近年来针对桥梁各阶段的风险研究以及风险控制就成为了人们争相研究的热点问题。风险评估可以帮助人们提高在桥梁设计、施工以及维护方面的水平，在提高其安全性的同时能够尽量的降低投资成本。因此，目前针对桥梁的风险分析研究是很有必要的，而且经过近些年的研究发展也已取得了许多研究成果。本文首先对于风险分析的历史、现状、存在不足及未来可能的发展方向做了归纳和总结，然后针对桥梁工程的风险分析体系做了详细论述，并介绍了目前几种常用的风险分析方法。在众多的桥梁风险分析范围中选取了桥梁维护阶段的桥梁耐久性评估作为本文的重点论述对象，根据部分研究成果以及一些规范和实际工程经验，系统的阐释了桥梁耐久性影响的主要因素并且给出了它们的等级划分标准和评估模型，提出采用模糊层次分析法作为耐久性评估的评估方法并结合混凝土桥梁耐久性评估的多层次特点，提出了采用变权的分析方法，从而解决了不同损伤程度的指标对评估结果的不同贡献问题。并以钢筋混凝土拱桥为例给出了具体桥型的层次划分和评估模型。最后，本文以小南门大桥为背景结合工程检测数据以及本文提出的耐久性评估理论对小南门大桥进行了具体的耐久性评估，验证了此方法的可行性和实用性。
参考文献：
[1]. 混凝土结构适用耐久性评估及其工程应用[D]. 张成中. 西安建筑科技大学. 2002
[2]. 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
[3]. 混凝土结构耐久性分析[D]. 蒋君. 河北工业大学. 2007
[4]. 基于多因素耦合的锚杆锚固结构耐久性研究[D]. 梁健. 重庆大学. 2016
[5]. 既有混凝土结构适用性耐久性评估系统的研究及应用[D]. 刘腾. 华南理工大学. 2012
[6]. 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
[7]. 南通地区中小桥梁病害分析及其耐久性评估方法研究[D]. 刘秋阳. 东南大学. 2015
[8]. 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
[9]. 海域地区混凝土桥梁耐久性评估研究[D]. 赵本栋. 长安大学. 2015
[10]. 桥梁风险评估体系及钢筋混凝土拱桥耐久性评估研究[D]. 徐超. 长安大学. 2014
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