海洋环境中湿态混凝土单轴立方体抗压强度的时变规律研究

海洋环境中混凝土的饱和程度对其宏观力学性能及耐久性有较大影响,准确获取湿态混凝土单轴立方体抗压强度随其饱和度变化的时变规律对港口工程混凝土结构设计至关重要。本文通过理论分析、材料力学性能对比试验等手段,对湿态混凝土单轴立方体抗压强度随其饱和度变化的时变规律进行了系统研究。基于研究目的,设计了C30、C40两个强度等级的混凝土,使其在海水中分别浸泡0d、7d、14d、21d、28d后进行单轴立方体抗压强度对比试验。试验结果表明:C30混凝土在经28d海水浸泡后,强度降低了2.5MPa,降低了5.9%;C40混凝土在经28d海水浸泡后,强度降低了3.4MPa,降低了7.9%;即两种不同强度等级的混凝土在海水中浸泡28d后,单轴立方体抗压强度均有不同程度的降低,强度降低程度均在6%~8%之间。由此可知,不论何种等级的混凝土,随其饱和度的增加,其单轴立方体抗压强度是呈现逐渐降低的趋势。本研究对推动海洋工程湿态混凝土的强度变化规律研究具有积极的推动作用。     

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。     

钢纤维对自密实混凝土力学性能的影响研究

文中首先根据当地常见原材料和常规工艺对钢纤维自密实混凝土进行了配制,并对拌合物进行了工作性能测试。然后主要对钢纤维体积率对钢纤维自密实混凝土抗压强度、劈拉强度、抗折强度的影响进行了研究,得到钢纤维自密实混凝土28天抗压强度与劈拉强度的线形关系式。     

海洋环境下混凝土中氯离子侵蚀组合模型

计算并分析了基于FICK第二定律的氯离子分布;结合工程检测结果,指出混凝土中氯离子的分布是多种作用机理综合作用的结果,并提出了一种新的组合计算模型.依据检测结果验证了新的模型.     

海洋环境下混凝土受弯构件耐久性优化设计

分析海洋环境下混凝土受弯构件的安全性、适用性和耐久性要求，提出耐久性优化设计的数学模型，通过算例分析混凝土保护层厚度、混凝土强度，以及混凝土配合比的影响，为定量进行混凝土结构耐久性设计提供理论依据。     

不同航态下船舶运动规律仿真研究

主要根据波浪叠加理论,采用ITTC单参数标准海浪谱对随机海浪作用下船舶线性横摇、纵摇运动进行建模和仿真研究,探讨不同船型、各种航态(不同海况、不同航速、不同航向)下船舶横摇和纵摇运动规律,为进一步研究船舶的减摇预报与控制打下基础。     

玻璃纤维混凝土的力学性能研究

通过力学试验,研究不同纤维掺量的玻璃纤维混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等力学性能,并提出了玻璃纤维混凝土力学性能的其他影响因素,为玻璃纤维混凝土这种新型材料的推广使用提供了可供参考的实验结果。     

我国北方海洋环境下混凝土结构表面涂层暴露试验研究

通过对采用青岛海湾大桥混凝土结构涂层体系制作的防腐试件取样测试,分析了在北方冰冻海洋环境下表面涂层的防腐性能和对混凝土结构抗海水腐蚀性能的影响。研究表明：经5a现场暴露试验,混凝土表面涂层自身质量以及对混凝土的防护效果均较好,与混凝土表面的黏结强度大于2.5 MPa;尽管在混凝土表层1~3 mm处有少量氯离子渗入,但相比无涂层混凝土,氯离子含量低4~7倍,可有效延缓海水中氯离子的侵蚀,大幅延长混凝土结构的使用寿命。     

海洋环境下港口工程混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型

通过现场暴露物理试验,实测得到了港口工程混凝土及相对应的水泥砂浆试件中氯离子的浓度分布结果,经回归分析分别得到了这两种试件的氯离子扩散系数。以此为基础,定量评估了粗骨料的稀释、曲折和界面过渡区效应对混凝土中氯离子扩散系数的影响,并建立了混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型。基于混凝土中氯离子扩散的细观数值模拟方法,验证了所建立的混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型的正确性。对细观数值模拟结果的分析可知:界面过渡区对混凝土中仅考虑粗骨料的稀释和曲折效应的氯离子扩散系数的提升效应不可忽略,应充分考虑界面过渡区的存在对混凝土中氯离子浓度分布和扩散特性的影响。     

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。     

考虑荷载作用下抗力时变特性的沿海钢筋混凝土结构可靠度分析

针对海洋环境下钢筋混凝土结构破坏影响因素复杂的特点,建立了荷载作用下的氯离子侵蚀模型和钢筋锈蚀率模型;将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,并离散为设计基准期内服从某种分布的随机变量,通过改进的一次二阶矩法计算结构的可靠度指标,建立了荷载作用下考虑构件抗力时变特性的海洋环境下钢筋混凝土结构可靠度分析方法。通过高桩码头的算例说明了该方法的可行性,研究了荷载作用对结构耐久性和承载力寿命的影响。     

基于服役寿命的海工结构耐久性评定

根据某海港泊位码头及引桥结构构件的使用要求,将混凝土表面出现可接受最大外观损伤作为待估结构构件的耐久性极限状态,提出采用现场实测数据进行海工结构耐久性服役寿命评估.分析海洋环境下影响结构服役寿命的因素,采用现场检测数据推算各构件的耐久性参数(混凝土表面氯离子浓度、钢筋处氯离子浓度、氯离子扩散系数等).耐久性寿命评估结果与现场调查检测结果一致.保护层厚度、保护层中氯离子浓度及混凝土等级的实测.混凝土表面氯离子浓度、钢筋表面氯离子浓度及钢筋锈蚀临界氯离子浓度等的推算与选取是耐久性寿命评估的关键因素.     

海洋环境中钢筋混凝土构件力学性能分析

本文对海洋环境下钢筋混凝土构件力学性能方面的研究做了分析,并且对钢筋混凝土构件力学性能的计算方法进行了归纳,同时针对混凝土保护层锈胀开裂前、后受弯构件承载力计算模型进行了研究。     

华南滨海环境下硅烷浸渍混凝土长期防腐性能研究*

结构易发生由氯盐侵蚀引发的钢筋腐蚀、保护层开裂等耐久性问题,硅烷浸渍技术通过在混凝土表面形成疏水结构能够有效降低氯离子在混凝土中扩散深度,从而延长结构物服役寿命。但是,现有研究大部分是基于室内加速试验或短期野外暴露试验,对于华南滨海实况环境下硅烷浸渍混凝土长期防腐性能缺乏报道。采用吸水率测试、腐蚀电化学等方法系统研究华南滨海某硅烷浸渍混凝土结构工程服役12 a的防腐性能。结果显示：硅烷浸渍混凝土在服役期内外观致密、完整,表面疏水能力随服役龄期延长而略有下降;硅烷浸渍疏水层能够降低混凝土中氯离子侵蚀速度而使钢筋长期保持强钝化状态,可延长混凝土结构耐久性服役寿命。     

Analysis of corrosion risk due to chloride diffusion for concrete structures in marine environment

The chloride-induced steel corrosion is one of the main causes of deterioration for reinforced concrete structures exposed to marine environments. The chloride ingress into reinforced concrete structures is even more complex since it depends on random parameters linked to transport and chemical properties of materials, which results in variability of corrosion initiation. This variation raises the need of statistical approaches to evaluate the risk of corrosion initiation due to chloride ingress. To address this issue, we use sensitivity analysis to identify the influence of input parameters on critical length of time before corrosion initiation predicted by our chloride diffusion model. Exceedance probabilities of corrosion initiation time given that input parameters exceed certain thresholds were also calculated. Results showed that the corrosion initiation time was most sensitive to: chloride effective diffusion coefficient D_e in concrete, that is a parameter controllable by relevant stakeholders; surface chloride concentration C_s, a non-controllable parameter depending on surrounding conditions. Reducing the chloride diffusion coefficient enables us to postpone the maintenance of structures. However, the interaction between controllable parameters and non-controllable surrounding conditions was revealed influential on the reliability of results. For instance, the probability that corrosion initiation time exceeds 15 years given an effective diffusion coefficient (D_e) equal to 0.1 × 10⁻¹² m²⋅s-1 can vary from 19 to 41% according to stochastic variations of chloride concentrations (C_s) values. Postponing the corrosion initiation time was combined with a decreasing probability of its occurrence.     

钢筋混凝土海洋平台结构受力分析

为完善新型型钢混凝土海洋平台的设计计算理论,本文针对梁内型钢腹板是否穿过节点区的不同情况,参考陆上新型钢筋混凝土建筑的新技术、结合海洋平台的特点,采用变角软化桁架模型,利用平衡条件、协调条件及混凝土软化应力-应变关系,并考虑"扭结"影响(强度弱化)的钢筋应力-应变关系,提出了压弯剪复合受力作用下的框架梁柱节点的受力全过程计算方法.利用该方法对国内外所作的53个框架节点试件进行了受力全过程分析,计算结果与试验结果吻合程度较好,为新型海洋石油平台的研究、设计与施工提供了有益的探索.     

浅论海洋法公约与防治船舶污染海洋环境

分析《联合国海洋法公约》产生的时代背景和意义,结合现代船舶对海洋环境所造成的污染,从海事行政管理的角度提出了相关意见.