海洋生物附着对混凝土结构耐久性能影响

为研究海洋生物对混凝土结构的影响机理,分别对海洋动物、植物以及微生物3种类型的海洋生物进行分析,重点讨论3种生物对混凝土结构的腐蚀机理和增强机理,并对其利用和防治进行了详细论述。通过某码头混凝土桩的现场长期暴露试验,研究混凝土内部的氯离子浓度、混凝土电阻率及钢筋电位的分布规律。结果表明,浪溅区的表面氯离子含量低于潮汐区,而混凝土氯离子扩散系数较为接近。贝类生物的聚集作用对混凝土抗氯离子性能具有正负效应:一方面,贝类覆盖区混凝土的表面氯离子含量较低,表明贝类的存在有利于降低混凝土表面氯离子的聚集,在混凝土表面起到物理保护作用,一定程度上有利于阻止氯离子的入侵;另一方面,贝类覆盖区混凝土内氯离子扩散系数大于光滑表面区,贝类的存在可能导致混凝土本体发生变化,削弱了混凝土自身的抗氯离子侵蚀能力,加快了氯离子在混凝土内部的传输。有贝类聚集时,混凝土表面电阻最低,且混凝土内部钢筋的腐蚀电位较负,表明该区域混凝土内部钢筋的腐蚀风险最高,该海域贝类存在可能对混凝土的耐久性能造成不利影响。     

海水干湿交替区氯离子对混凝土侵入作用的现场检测和分析

为研究海水干湿交替区氯离子对混凝土结构的侵入规律,本文分别对作用时间为4年多和16年多的2个海港码头干湿交替区进行多次现场检测。考虑了混凝土的表层对流区深度,运用Fick第二定律对实测氯离子侵入资料进行拟合,研究了干湿交替区不同高程纯扩散区域的表面氯离子含量和氯离子扩散系数。根据该海区潮汐特征的统计资料计算得到不同高程的海水年浸润时间比例,研究了不同码头海水年浸润时间比例与平均表面氯离子含量和平均扩散系数之间的关系。结果表明,海水年浸润时间比例在0.3～0.5之间时,平均表面氯离子含量和平均氯离子扩散系数都较大,将可能对混凝土结构造成严重的侵蚀。本文引入海水年浸润时间比例,可以将干湿交替条件下的氯离子侵入规律应用到其它海域。     

南水北调中线工程某引水渠坡稳定的可靠性分析

讨论了复杂边坡可靠性分析方法，建立了边坡可靠性分析的模型；以南水北调中线工程某引水渠为例，着重研究了渠坡稳定的失效概率计算方法，将土的容重、内摩擦角、粘聚力作为随机变量，建立渠坡稳定可靠度分析模式，并将可靠度计算的Monte-Carlo法和全局寻优的遗传算法相结合，用FOR-TRAN90编制了计算程序，确定了渠坡的最危险滑动面及其对应的失效概率和可靠指标．     

混凝土结构内锈蚀钢筋的疲劳研究综述

腐蚀环境和反复荷载共同作用下混凝土结构的疲劳问题愈发突出,特别是混凝土结构在荷载作用下产生和发展的裂缝为腐蚀介质提供了快速传输通道,引起开裂区域钢筋局部坑蚀。动态荷载作用下疲劳裂纹在蚀坑底部形成并扩展,导致钢筋脆性断裂,进而导致混凝土构件的疲劳失效。回顾并分析了混凝土裂缝对钢筋疲劳性能的影响、坑蚀钢筋疲劳性能研究进展和基于弱磁效应的钢筋疲劳研究,指出掌握坑蚀钢筋的裂纹扩展行为是进行服役混凝土结构疲劳寿命预测的关键。弱磁效应能够实时地表征锈蚀钢筋的疲劳断裂行为,建立基于弱磁理论的锈蚀钢筋等效裂纹扩展长度和应力强度因子变幅表征方法,是服役钢筋混凝土结构疲劳寿命预测的一个创新方法。     

钢筋混凝土结构耐久性提升技术研究进展

钢筋混凝土结构耐久性的提升技术可以从"防"、"抗"、"治"3个方面考虑。从"治"的角度出发,综述了国内外对钢筋混凝土结构的传统修补方法和电化学修复方法的研究,介绍了阴极保护法、混凝土再碱化法、电沉积修复法、电化学除氯法以及电渗阻锈剂法的基本原理和研究现状,评述了各种修复方法效果及其影响因素。重点介绍了在结合电迁移型阻锈剂和电化学除氯技术优势的基础上提出的双向电渗修复法的概念、基本原理以及目前的研究状况和技术难点。最后,在双向电渗的研究基础上提出将纳米材料引入双向电渗的新方法。     

基于断裂力学的钢筋混凝土保护层锈胀开裂模型

本文基于钢筋均匀锈蚀时混凝土的开裂试验现象建立了混凝土保护层开裂的计算模型,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及混凝土界面中的原始裂纹与缺陷,裂纹在钢筋锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况,利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋的膨胀力和均匀锈蚀率的理论预测模型.分析了影响钢筋锈胀开裂的诸多因素,认为混凝土保护层厚度的增加、混凝土材料界面相的加强、混凝土断裂韧度的提高和钢筋直径的变小都有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升.理论模型计算结果与试验数据的对比表明,本文模型可用于混凝土亮中钢筋锈蚀胀裂的预测.     

基于马氏链样本模拟的渡槽结构系统可靠度分析

提出了一种适合于渡槽结构系统可靠度计算的重要样本法。该方法根据Metropolis准则构造马尔可夫链模拟样本,通过在失效域中进行预抽样,获得对失效概率的计算贡献较大的重要区域的分布信息,然后利用此信息构造重要样本函数,采用重要样本技术计算结构系统的失效概率。对一典型梁式渡槽进行各种失效模式的分析,建立了相应的功能函数,并就本文算法与已有算法计算得的可靠度进行了比较。结果表明,该方法由于不涉及设计点的概念,解决了应用重要样本法计算系统可靠性时重要样本函数构作的难题,具有较好的效率和精度。     

下承式桁架拱渡槽的结构可靠度分析

针对南水北调中线工程中较为广泛采用的预应力下承式桁架拱渡槽,采用空间杆系有限元程序与结构响应面法相结合,分析了桁架拱结构在正常设计条件下的可靠度.分析计算表明,该拱结构可靠度已达到了规定的要求,结构是可靠的;结构响应面法也是桁架拱渡槽结构可靠度分析的有效方法.     

岩石边坡稳定性的随机损伤力学分析

本文通过岩石样品裂纹产状的统计观测信息,用Monte—Carlo方法模拟岩石的随机损伤状态,发现岩石的损伤变量满足β概率分布。因此,可根据检测损伤岩石有效弹性模量的统计值来估计随机损伤变量的均值和标准差。岩石的Mohr-Coulomb有效抗剪强度参数用岩石损伤状态的函数表达,据此,给出一种用有效应力、孔隙水压力和损伤状态变量表示的岩石损伤破坏准则,并将该准则应用于岩石边坡失稳的概率分析。     

粘钢加固陶粒混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究钢板加固后陶粒混凝土梁的抗弯性能,对1片未加固的对比梁和3片厚度分别为0．5ｍｍ、1．0ｍｍ、1．5ｍｍ的钢板粘贴加固梁进行抗弯试验。试验结果表明:与未加固陶粒混凝土梁对比,适筋条件下粘钢加固陶粒混凝土梁的开裂荷载、极限荷载最多分别能提高91．3％、39．5％;加固梁与未加固梁的破坏机理与破坏形态相同;钢筋与钢板的应变发展规律基本一致,钢筋与钢板协同作用效果较好,且钢筋应变表现出一定的滞后效应;随着粘钢厚度增加,钢板对陶粒混凝土梁裂缝的发展抑制效果越明显;普通混凝土粘梁钢加固抗弯正截面计算公式可用于粘钢加固陶粒混凝土梁的抗弯承载力计算。