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《天津大学》 2005年
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盐腐蚀钢筋混凝土构件力学性能试验研究

阎西康  
【摘要】:沿海或近海地区的混凝土结构、需撒除冰盐的公路或城市道路桥梁以及恶劣环境(如高盐碱土壤等)条件下的混凝土结构容易遭受氯离子的侵蚀,导致结构较早损坏,对结构的耐久性、安全性及可靠性带来极大危害。这一问题已引起人们的广泛关注,成为研究的一大热点。本文在国内外已有研究成果的基础上,结合国家自然科学基金(59878031)项目,通过一系列受腐蚀构件的试验,采用试验及非线性有限元法,研究了受腐蚀构件的开裂、变形、破坏机理,主要作了以下几方面的工作。 首先,研究了氯离子在混凝土中的扩散机理和侵蚀机理,以及氯离子对钢筋的去钝化和腐蚀机理。探讨了混凝土中氯离子扩散系数和钢筋锈蚀的影响因素,建立了混凝土内部氯离子结晶膨胀的应力计算模型和用于评估钢筋锈蚀程度的计算公式。总结了在混凝土中进行氯离子浓度、氯离子扩散性、钢筋锈蚀等的各种检测手段和测定方法。 其次,详细讨论和总结了混凝土在复杂受力状况下的应力-应变本构关系,论述了钢筋与混凝土间的粘结破坏机理,提出了研究遭受盐腐蚀的钢筋混凝土构件的非线性分析方法,为钢筋混凝土构件的非线性有限元分析提供了力学基础。 再次,通过对钢筋混凝土构件的促进腐蚀试验,研究了受腐蚀钢筋混凝土梁正、斜截面以及轴心受压短柱力学性能的变化,采用非线性有限元分析法对试验结果分析论证,在此基础上运用极限平衡理论建立了腐蚀钢筋混凝土受弯构件正、斜截面和轴心受压短柱的计算模型。 最后,研究了氯离子在混凝土中的分布规律,根据试验测定的混凝土中的氯离子含量,推导了试验构件相当时间的计算公式。该公式的推导为在实验室研究在役构件遭受腐蚀后其力学性能的变化情况奠定了坚实的基础。
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