管片混凝土变扩散系数氯离子侵蚀模型

文章通过对管片混凝土氯离子侵蚀机理的分析,在Fick第二扩散定律基础上,推导出了综合考虑时间、扩散深度的变扩散系数氯离子侵蚀模型;通过对管片抗侵蚀性能试验数据的分析,验证了该侵蚀模型的有效性和可靠性,并与传统的恒定扩散系数的Fick第二扩散定律模型进行了对比。分析结果表明:该模型不仅能反映结构实际受氯盐侵蚀的发展趋势和混凝土不同深度处的氯离子浓度,而且能预测不同时期、不同深度处的氯离子含量,进而可预测钢筋开始锈蚀的时间。     

渗漏水对隧道管片接头氯离子侵蚀劣化的影响研究

海底盾构隧道管片接头易发生渗漏水而加速衬砌结构侵蚀劣化。文章考虑管片内海水渗透、氯离子侵蚀及渗漏水等,建立了海底隧道管片接头渗漏-侵蚀数值计算模型,分析了不同外水压及不同接缝渗水量等工况下管片接头氯离子侵蚀运移规律及影响。结果表明:接缝渗漏水导致临近区域渗流场分布形态改变,孔隙水压增大,且外水压的影响作用大于渗水量;接缝渗漏水加重管片接头内侧混凝土侵蚀,外水压越大,其劣化增幅越明显,而渗水量大小的影响可忽略不计;外水压的增大提高了钢筋表面离子含量,使得离子分布不均匀性减小,缩短了钢筋达到临界离子浓度时间,仅外水压较小时渗水量增大可提高同一时间内钢筋表面离子含量;渗漏水状态下,离子运移轨迹向接缝面靠拢,渗水量越大,接缝处离子运移曲线轨迹越密集。     

金山港大桥耐久性维护技术研究

金山港大桥耐久性病害现状主要是由于海洋环境中氯离子侵蚀造成,同时与结构混凝土质量离散性较大、局部混凝土保护层过薄密切相关;根据建立的混凝土桥梁结构抗氯离子侵蚀可靠度模型,对金山港大桥抗氯离子侵蚀性能进行了预测.结果表明,处于浪溅区和水位变动区的混凝土柱,已经接近甚至达到抗氯离子侵蚀耐久性极限状态;根据现状检测和预测结果,对金山港大桥的梁板、盖梁和柱大气区采取浸渍硅烷进行表面防护,对浪溅区柱采取喷涂渗透型阻锈剂和浸渍硅烷相结合的方式进行防护,对水位变动区柱采取挖除氯离子含量高的混凝土、用抗氯离子侵蚀性能较高的具有微膨胀性能的含钡硫铝酸盐混凝土进行修补并适当增大柱截面的方法进行维护.     

盐湖地区建筑混凝土自由氯离子扩散系数三维自然扩散法探讨

本文通过察尔汗盐湖地区易溶盐试验数据,结合盐渍土特性及其对混凝土构造物的腐蚀机理,论述了混凝土三维自然扩散法的理论基础,并提出盐溶液浸泡法(美国)和高浓度盐溶液浸泡法(北欧)2种自然扩散试验法理论缺陷,综合分析混凝土立方体三维自然扩散试验试件、样品制作及试验方法,并给出混凝土的氯离子三维扩散模型、总氯离子浓度的酸溶试验法、自由氯离子浓度的水溶法以及氯离子表观扩散系数D的试验数据处理,希望对提高混凝土氯离子侵蚀扩散试验的精确性提供有益参考。     

水性环氧/氟碳双层体系对海洋环境桥梁混凝土的防腐性能研究

针对海洋环境桥梁混凝土表面腐蚀防护问题,文章通过制备以丙烯酸改性水性环氧树脂为底层,氟碳为面层的双层防腐体系,以吸水率测试、附着力、氯离子渗透、暴晒试验研究其吸水性、附着强度、抗氯离子渗透能力、耐老化性。结果表明:涂装后的混凝土试件吸水率≤1%;涂膜与基材之间的附着强度5 MPa;在电通量法氯离子渗透试验中,6h总导电量为1 636.1C,混凝土导电性由高等级降为低等级;经过6周的曝晒试验,涂膜未见明显老化。研究结果说明制备的双层防腐涂料可有效减少氯离子对混凝土的长期侵蚀并延长海洋环境桥梁混凝土结构的使用寿命。     

超载工况下盾构隧道结构承载能力的试验研究

针对地面大量堆载会对隧道结构的正常运营与安全使用产生严重影响,进行了超载工况下盾构隧道结构承载能力的足尺试验研究,试验结果表明：试验荷载位移曲线呈现弹塑性,在加载开始阶段,荷载位移曲线基本呈线性上升;当接缝受压区混凝土跨过螺栓位置后,接缝受力机理变化,使得接缝刚度下降,结构整体刚度降低;最终管片接头混凝土受压破坏,整体变形呈现“横鸭蛋”形,顶底相对位移153mm。     

不同腐蚀情况下PC结构可靠度分析

为探究不同腐蚀情况对预应力混凝土梁桥结构抗弯承载力的可靠度影响,通过考虑碳化和氯离子侵蚀情况,结合相应的抗力模型,以一座（37+70+37）m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥为例,采用蒙特卡洛模拟方法计算了该梁桥在100年设计期内的失效概率,并进行参数分析。结果表明,氯离子侵蚀作用对混凝土结构的影响较大;不同保护层厚度下氯离子侵蚀作用对结构的影响较大,且混凝土强度的变化下碳化腐蚀对结构的影响较大。     

上海轨道交通混凝土结构耐久性应用及展望

由于轨道交通特殊的服役环境,混凝土结构时常处于干湿交替、运营振动或局部腐蚀性介质侵蚀等环境状态中,混凝土耐久性问题已经引起专业人士的高度关注。介绍了上海轨道交通混凝土结构耐久性的发展历程和主要成果,分析探讨了氯离子迁移系数、电通量、抗碳化性能、早期抗裂性等混凝土耐久性主要技术指标;同时,根据近年来混凝土原材料的实际变化情况,重点分析城市轨道交通混凝土结构裂缝控制的难点及控制因素(如水泥比表面积、早期强度等),特别针对侧墙、顶板等难养护部位的裂缝控制措施进行了细化研究。     

内张钢圈加固盾构隧道结构承载能力的试验研究——半环加固法

作为盾构隧道常见加固方式之一的内张钢圈半环加固工法,主要用于控制隧道衬砌的大变形,为隧道结构提供后期补强。文章结合半环加固工况下盾构隧道结构极限的承载试验,描述了其加固施工工艺,以及加固结构破坏的试验现象,得出了此工况下的结构荷载位移曲线,并分析了加固结构的关键性能点。试验结果表明,半环加固法能有效提高隧道的结构刚度及极限承载能力;钢板与混凝土衬砌的粘结面破坏导致结构整体破坏,是加固结构的关键控制因素。     

含超细矿物掺合料快硬混凝土抗侵蚀性能分析

为了研究超细矿物掺合料对快硬混凝土抗侵蚀性能影响,文章通过浸泡抗侵蚀试验,以抗折强度和抗侵蚀系数为指标,研究超细矿物掺合料掺量、不同侵蚀溶液种类、不同侵蚀龄期对快硬混凝土抗侵蚀能力的影响,测试了在浓度分别为5%NaCl、5%MgSO4、5%Na2SO4溶液环境下,不同超细矿物掺合料掺量快硬混凝土的力学性能,并探讨了快硬混凝土受侵蚀机理。结果表明：在不同种类侵蚀溶液养护制度下,超细矿物掺合料掺量为5%～10%时,可以明显提高快硬混凝土各龄期的抗折强度;快硬混凝土受侵蚀是一个复杂的物理化学过程,不同种类侵蚀溶液对快硬混凝土抗侵蚀系数的影响不尽相同;不同龄期快硬混凝土侵蚀破坏的主导机制不一样。     

海港码头胸墙混凝土裂缝成因及修补研究

海港码头胸墙混凝土由于处于复杂且严苛的使用环境中,在风浪冲刷侵蚀,船舶撞击以及上部荷载的作用下,混凝土结构表面十分容易产生裂缝,使得混凝土结构耐久性受到影响甚至急剧下降,严重危害码头混凝土结构的使用安全。文章介绍了海港码头胸墙混凝土结构裂缝产生的主要原因,阐述了海港码头胸墙混凝土结构裂缝修补的常见技术措施,并对裂缝修补中实际存在的问题进行了探讨。     

通用环错缝拼装隧道极限承载能力足尺试验研究

针对隧道周边水土流失对隧道结构的正常运营与安全使用产生的严重影响,文章采用拟静力的试验方法对周边卸载工况下通用环错缝拼装盾构隧道结构承载能力进行了足尺试验研究,具体介绍了试验方案和加载方案的设计,提供了结构变形、裂缝展开、管片纵环缝变形和螺栓受力的发展情况以及破坏过程等试验结果,并对结构的承载性能和破坏机理进行分析。试验结果表明:结构收敛的荷载-位移曲线呈弹塑性特征,在初始阶段,荷载位移曲线线性上升;随后环缝破坏,环间相互作用减弱,结构整体刚度降低;最终环缝凹凸榫剪坏、纵缝混凝土受压破坏以及管片本体压弯破坏,结构整体失去稳定性。     

T梁伸缩缝槽口构造设计对混凝土拉应力的影响

为研究连续T梁伸缩缝构造设计对混凝土拉应力的影响,文章基于Ansys平台建立了T梁上部结构实体单元有限元模型,探究了不同伸缩缝类型和不同汽车荷载分项系数对混凝土抗拉能力的影响,并从伸缩缝槽口构造措施方面研究了混凝土最大拉应力能需比的变化情况。研究表明:最不利荷载工况下T梁80型伸缩缝处的拉应力达3.83 MPa,远大于C50混凝土容许拉应力,而160型伸缩缝在减小混凝土的拉应力方面要优于80型伸缩缝;为进一步提高伸缩缝槽口处混凝土抗拉能力,槽口处混凝土应该采取加厚渐变处理。     

GFRP筋桥面铺装连续梁桥在车辆荷载作用下的应力和变形分析

针对桥面铺装层中配置纤维聚合物(GFRP)筋的连续梁桥,建立全桥三维有限元计算模型,分析了在车辆荷载作用下桥梁的变形和应力。计算结果表明,在车辆荷载作用下,偏载工况下的混凝土铺装层应力值明显大于中载工况下的数值,GFRP筋的应力大于混凝土的应力;汽车制动力对结构水平位移影响明显,考虑制动力作用后,混凝土铺装层中的最大纵向压应力明显增大,拉应力有所减小。     

循环冲击荷载下喷射混凝土的动态力学性能及破坏模式研究

地下空间中频繁的动态荷载扰动会对支护结构的安全造成严重威胁。为探究喷射混凝土在高应变率循环冲击荷载下的动态力学性能变化和破坏模式,本文依托老营盘隧道,采用直径50mm的分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）对混凝土试件开展循环冲击试验,从应力—应变行为、动态力学性能指标、能量转化规律、破坏模式等方面进行分析。研究结果表明,随着冲击次数增加,喷射混凝土峰值应力逐渐减小、极限应变和平均应变率逐渐增大;喷射混凝土吸收能基本不变,反射能增加、透射能降低;冲击过程中喷射混凝土试件中心细长微裂缝逐渐发育并增多,裂缝从外侧向中心处延伸,最后裂缝贯穿整个混凝土结构,发生突变破坏。     

地铁隧道管片裂缝修补后的抗侵蚀性能研究

地铁隧道管片在生产、施工和运营过程中均可能产生裂缝,而管片裂缝修补后的耐久性优劣直接影响隧道安全。文章通过模拟地铁管片裂缝,采用氯离子渗透试验和硫酸盐侵蚀试验,研究了新型修补材料NR修补不同管片裂缝后的抗侵蚀性能,并与常用环氧树脂修补材料EC进行了对比分析。结果表明:采用NR修补不同管片裂缝后其抗Cl-渗透性均明显提高,其中对C60混凝土管片修补效果好于C50混凝土管片;对掺聚丙烯纤维管片的修补效果好于未掺聚丙烯纤维的管片;对PFC50和C60混凝土管片的修补效果要优于EC材料。采用NR修补后管片的抗硫酸盐侵蚀能力略有下降,C60混凝土管片修补后的抗硫酸盐侵蚀的抗压和抗折强度降幅均较C50混凝土管片的小,且抗压强度修复效果优于抗折强度;掺聚丙烯纤维管片裂缝修补后的抗硫酸盐侵蚀的抗压和抗折强度降幅均较未掺聚丙烯纤维管片的小,且抗压强度修复效果优于抗折强度;对C50和PFC50混凝土管片抗硫酸盐侵蚀的抗压强度的修补效果要优于EC材料,且对3种混凝土管片抗硫酸盐侵蚀的抗折强度的修补效果均要优于EC材料。     

考虑氯离子侵蚀作用的桥梁结构时变可靠度分析

文章以某35 m预应力钢筋混凝土T梁为例,研究了不同氯离子侵蚀程度下桥梁结构的时变可靠度与失效概率的发展规律,分析了氯离子对钢筋混凝土结构的侵蚀机理,推导了侵蚀作用下的钢筋锈蚀模型,通过BP神经网络建立了钢筋混凝土模型在服役年限内的氯离子侵蚀预测模型,并设计了时变可靠度求解流程。结果表明:不同侵蚀程度下结构时变可靠度指标均呈现出明显下降趋势,失效概率明显增长;轻度腐蚀作用下,结构服役100年后可靠度指标仍>3.5,失效概率<0.001,而重度腐蚀作用下,结构服役40年后可靠度指标<1.0,失效概率接近1.0,需要及时介入维修加固措施以保障桥梁安全运营。     

多功能复合超细粉在东营黄河公路大桥中的应用研究

东营黄河公路大桥根据工程实际情况,为防止氯离子、硫酸根离子对混凝土的侵蚀以及混凝土碱集料反应,在混凝土中掺加超细粉,取得了良好效果,提高了混凝土的耐久性.     

盾构隧道下穿既有铁路现场测试研究

文章以上海市轨道交通9号线一期工程R413线区间盾构隧道为工程背景,根据现场测试结果对盾构下穿南新环铁路干线时对周围环境的影响以及管片结构的内力变化进行了分析研究。研究结果表明,在盾构掘进过程中,盾构到达和盾尾推出这一阶段对测点沉降速率影响最大,而到后期沉降速率较小;实测的地层压力均小于初始地层应力设计值,这是由于经注浆加固后的地层有效地分担了一部分荷载所致。文中提出的盾构下穿铁路时采取的施工技术措施,可供类似工程借鉴。     

聚合物改性水泥混凝土路面结构的综合疲劳测试研究

通过对聚合物改性水泥混凝土路面结构的综合疲劳测试,对聚合物改性水泥混凝土路面结构的抗疲劳能力进行了分析,经测试计算,所选聚合物改性水泥混凝土路面复合板结构均能满足要求,能够承受设计基准期15年内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用,对聚合物改性水泥混凝土路面结构的抗疲劳性能进行了较为准确的判断。