海水侵蚀下混凝土强度预测模型研究

根据灰色系统理论，依据试验数据建立了海水作用下混凝土的强度预测模型。以便能够比较准确地预测海水侵蚀混凝土强度与浸烘循环次数的关系，为预测海水侵蚀混凝土强度变化提供理论分析方法和依据。经计算分析比较，其预测结果与实测数据较好吻合，结果比较理想。     

基于灰色理论的舰船装备剩余寿命预测模型

为方便并精确地预测舰船装备剩余寿命，利用其服役期间的实测资料，采用灰色系统理论建立了舰船装备剩余寿命灰色预测模型。并利用建立的预测模型对舰船装备剩余寿命进行预测，利用实测资料对其模拟计算结果进行残差检验，结果表明预测模型简单、精度高、计算速度快、方便实用，对在役舰船装备维修决策有一定的参考价值。     

某小型发动机剩余寿命预测分析

针对某小型发动机剩余寿命问题,提出动态灰色剩余寿命预测理论,建立灰色理论的剩余寿命预测模型。案例表明,模型能较好地利用已有的状态信息预测其剩余寿命,并随着状态信息的不断累积,其预测的平均剩余寿命也越趋近于真实值。     

基于灰色理论的在役码头混凝土构件剩余寿命预测分析

对在役钢筋混凝土高桩码头的健康状况和继续使用寿命进行预测,是码头设施科学维护管理和安全使用的迫切要求。科学预测其剩余寿命,是采取有效的加固升级改造措施和再投资的需要。文中以灰色理论的基本模型为基础,建立了预测混凝土构件剩余寿命的中心逼近式GM(1,1)模型,并结合某混凝土结构的损伤系数进行寿命预测,通过与实例进行比较,证明该预测模型得到的数据具有更高的预测精度。     

硅烷浸渍混凝土耐酸雨性能的研究

采用酸雨模拟试验方法,研究了两种硅烷对不同配合比的混凝土耐酸雨性能的影响,重点研究了硅烷浸渍混凝土的外观、体积、质量、强度及吸水率与碳化深度等性能,并建立了硅烷浸渍混凝土的服役寿命预测模型。试验结果表明,无论是否浸渍硅烷,掺磨细高炉矿渣粉的混凝土耐酸雨性能明显优于不掺矿渣粉的混凝土。两种硅烷可有效提高混凝土耐酸雨性能,有效延长混凝土在酸雨环境下的服役寿命。6689硅烷浸渍混凝土的各项耐酸雨性能指标略优于6403硅烷。     

基于灰色系统理论的单桩极限承载力预测

根据灰色系统理论的预测模型,建立了预测单桩极限承载力的非等步长GM(1,1)模型。根据工程实例的单桩静载试验结果,预测出其极限承载力,并与相关规范计算值加以比较。分析表明,预测结果的精度能够满足工程需要。     

改进二阶灰色极限学习机在船舶运动预报中的应用

为提高船舶运动预报的精度,基于海上船舶运动姿态具有灰色特性和周期性振荡特性的特点,提出一种以误差平方和最小为准则的改进二阶灰色极限学习机组合预测模型,对船舶运动姿态进行预报。该方法利用五点三次平滑算法对船舶运动姿态序列进行平滑降噪,采用余弦函数变换构建GM(2,1)预测模型;利用自适应粒子群算法(Adaptive Particle Swarm Optimization,APSO)优化极限学习机权值和阈值参数,对不同模型预测结果进行加权求和,构建改进二阶灰色极限学习机组合预测模型。对2组船模水池试验纵摇时历进行预报,并将其与其他传统的预测方法相比较,结果表明,建立的组合预测模型具有更好的预测精度和泛化能力。     

灰色系统模型在内河港口吞吐量预测中的应用

根据淮南港吞吐量实际调查资料,选择灰色系统理论对其进行吞吐预测研究,结果表明,对不同的预测时期应采用不同的灰色系统预测模型。对于短期预测,采用GM(1,1)模型与Verhulst模型的组合模型;对于长期预测,采用Verhulst模型并用GM(1,1)模型对其残差进行修正。实例验证以上两种模型是可行性的。     

船舶电站可靠性灰色马尔可夫预测模型

简要分析了现行船舶电站可靠性分析方法的不足,提出将灰色理论与马尔可夫预测相结合,运用在船用电站可靠性估计,建立其灰色马尔可夫预测模型,并根据模型对后几年船舶电站"故障率"的变化趋势进行了预测.分析表明:基于灰色马尔可夫的电站可靠性预测模型的精度高于灰色预测模型,同时弥补了单一马尔可夫链预测依赖于系统分布参数的局限,为船舶电站可靠性研究提供了一种新思路.     

海港工程混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断系统的设计与开发

基于我国实际环境的海港工程混凝土结构寿命预测模型,以Visual C#.NET和IMSL C#科学计算函数库为平台,开发出适用于中国本土的海工混凝土寿命预测软件《海工混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断系统V1.0》.软件的数学模型和数据来源于交通部西部交通建设科技项目一海港工程混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断研究的主要成果,在实际生产中,具有广泛的应用前景.系统实现了对新建工程进行耐久性设计,对已建工程进行耐久性剩余使用寿命预测.     

内河库水位变动下码头桩基混凝土碳化深度预测模型

内河环境下,由于混凝土碳化所导致的内部钢筋锈蚀是引起港口码头结构发生耐久性失效破坏的主要原因。为研究内河库水位周期性变动下码头桩基混凝土的碳化规律,开展一般大气环境与干湿交替环境下混凝土的加速碳化物理试验。结果表明:1)混凝土碳化深度随碳化时间的增加而逐渐增加,碳化速率随碳化龄期增长而减缓。2)与一般大气环境相比,干湿交替作用下混凝土的碳化深度更小。基于Fick第一定律的碳化深度模型,通过拟合回归并修正后建立了内河一般大气环境和干湿交替环境下码头桩基混凝土碳化深度预测模型。经对比,模型预测值与试验实测值吻合程度良好,验证了该模型的精度。研究成果可为内河港口码头基础结构运营维护及耐久性评估提供技术支撑。     

基于混凝土pH值预测的钢筋初锈时间预测

用线性方法模拟碳化过程中混凝土的pH值随混凝土深度的变化曲线，并提出了-个pH值预测模型，该模型可以计算任意时刻、混凝土内部任意-点的pH值。用本文提出的pH值预测模型计算钢筋表面任-时刻的[OH-]，用氯离子扩散模型计算钢筋表面任-时刻的[Cl-]，以[Cl-]／[OH-]达到临界值作为钢筋锈蚀的条件，就可以预测混凝土内部钢筋开始锈蚀的时间，从而预测混凝土结构的使用寿命。     

Degradation of bond strength and deformation between TRC-confined seawater sand concrete and BFRP bars under chloride corrosion environment

The interfacial bonding performance between seawater sand concrete and basalt fiber reinforced polymer (BFRP) bars were tested under different textile reinforced concrete (TRC) confinement layers, confinement sequences and chloride salt dry-wet cycles. The results show that TRC confinement can change the failure mode of the specimen and improve the ductility of specimens. With the increase of corrosion age, compared with the specimens with the same restrained layers in the conventional environment, the ultimate bond strength of restrained specimens before corrosion gradually decreases, and the slip value when reaching the ultimate bond strength also slightly decreases. The bond strength of the pre-restrained corroded specimens has the same development trend. Based on the bond-slip model of deformed steel bars and concrete proposed by Eligehansen for the first time in 1983—BPE model, under the control of TRC confinement and corrosion age, the relationship between the TRC confinement layer and the ultimate bond strength and slip of seawater sand concrete and BFRP steel bar is established. By fitting and predicting the ultimate bond strength, corresponding slip value, and corrosion age control of different TRC confinement layers, it is found that the confinement effect will not be significantly improved when the confinement layers exceed 4 layers. Under long-term chloride corrosion, the failure mode of the specimen may still change into splitting failure when the number of restrained layers is small.     

基于现场检测数据的海工混凝土强度经时变化规律研究

混凝土的强度是直接影响结构承载力的重要参数，其经时变化规律是建立结构抗力变化模型的基础。针对海洋环境下混凝土结构受环境和荷载共同作用，随服役时间推移而出现的劣化损伤问题，本文共收集110例中国南方沿海服役1～35 a港口码头的检测案例，以混凝土实测数据为基础，采用相关分析和回归分析对海工混凝土强度随时间变化规律开展研究，明确了回弹法和钻芯法检测混凝土强度的相关性，获得了混凝土强度经时变化的计算模型，为海工混凝土结构安全性评估提供重要参考依据。     

基于腐蚀疲劳裂纹扩展的自升式海洋平台桩腿时变可靠性研究

本文研究了腐蚀与疲劳载荷耦合作用下自升式平台桩腿服的可靠性问题。采用ANSYS对自升式海洋平台桩腿结构进行建模,根据平台服役海域的波浪散布图对桩腿结构的工况进行划分,确定浪溅区桩腿结构的疲劳关键节点及其等效应力;以桩腿材料E690高强钢为对象,进行腐蚀疲劳裂纹扩展实验,获得了不同环境下的疲劳裂纹扩展参数;提出了基于断裂力学的浪溅区桩腿关键节点的时变可靠性模型,与采用现有腐蚀模型的桩腿时变可靠性指标进行了对比,结果表明了本文所提方法能有效地反映平台桩腿服役期间关键节点的时变可靠性变化趋势,为平台在服役期间的安全运行与维护保养提供了理论指导。     

海洋环境下钢筋混凝土构件抗力随时间变化模型研究

考虑混凝土强度变化、钢筋锈蚀过程、混凝土碳化和钢筋锈蚀引起的混凝土与钢筋之间粘结能力的改变等因素,建立了高桩码头钢筋混凝土构件抗力随时间变化的随机过程模型。通过算例研究了混凝土碳化、氯离子侵蚀、混凝土强度、构件所处水位等对高桩码头钢筋混凝土构件抗力的影响。并提出海洋环境条件和使用荷载作用下钢筋混凝土构件的累积损伤、裂缝宽度计算方法、裂缝宽度对氯离子侵蚀速度的影响、以及钢筋混凝土码头健康状态诊断方法等。     

活性钛阳极性能的试验研究

阴极保护等电化学技术被越来越多地用于氯盐等严酷环境中钢筋混凝土结构的腐蚀保护,辅助阳极是整个保护系统的重要组成部分,其在混凝土中的工作性能和耐久性直接决定保护年限.选用了3种目前钢筋混凝土结构阴极保护中常用的活性涂层钛阳极,研究了涂层的化学成分和微观结构,以及在混凝土模拟孔溶液中的电化学性能和强化寿命.结果表明,涂层的成分和微观结构对它们在氯离子和高碱性的混合介质中的性能具有重要的影响,其中Ir/Ta混合氧化物阳极具有较好的电化学性能和耐久性,较适合于钢筋混凝土结构电化学保护中的辅助阳极.     

在役港工混凝土强度时变规律

钢筋混凝土构件是港口码头结构中的主要组成部分,研究其构件在服役一段时间后混凝土强度的分布特征以及时变规律具有重要的实际意义。对大量混凝土强度的检测数据进行统计分析,采用W检验法对混凝土强度进行了概率分布类型的拟合检验,验证了采用正态分布的可行性,并给出了采用不同检测方法混凝土强度的参考值;通过统计不同年限混凝土强度的实测值,采用回归分析的方法得到回弹法测得的混凝土强度值与服役年限之间的关系。     

概率性能基础的使用寿命设计

氯盐环境下钢筋混凝土结构过早被破坏,很多因素影响混凝土的使用寿命,这些因素随着环境和时间而变化,是随机变量,应采用数理统计方法处理或采用荷载抗力分项系数法设计,在使用寿命设计中,输入一个代表值进行计算,如果这个数值是该变量的平均值,计算结果的使用寿命只有50%的保证率。如果按95%的分位数取扩散系数值,各影响因素(包括扩散系数)用分项系数来反映可靠指标,则可提高使用寿命保证率到95%,但目前使用寿命设计具有不确定性,在结构使用期间应对结构性能进行跟踪维护,对有关性能进行定期检验,据以进行使用寿命再设计,也许进行多次再设计,以确保结构有设计要求较长的使用寿命。