銹蝕鋼筋力學(xué)性能退化機(jī)理及隨機(jī)本構(gòu)關(guān)系.pdf

1、隨著鋼筋銹蝕的發(fā)生與發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提前發(fā)生破壞甚至倒塌。除了混凝土保護(hù)層銹脹開裂直至脫落、鋼筋與混凝土間的粘結(jié)性能退化乃至喪失外，鋼筋截面積減小和力學(xué)性能劣化是造成銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件承載能力降低的主要因素。 通過進(jìn)一步的銹蝕鋼筋拉伸試驗(yàn)和數(shù)據(jù)收集，對(duì)已有銹蝕鋼筋力學(xué)性能數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了擴(kuò)充。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)銹蝕鋼筋屈服荷載、極限荷載、強(qiáng)化應(yīng)變、極限應(yīng)變均值降低但變異性增大。在此基礎(chǔ)上，建立了銹蝕鋼筋力學(xué)性能退化的隨機(jī)過程，并將

2、銹蝕鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系確定型模型發(fā)展為隨機(jī)模型。 通過對(duì)26根實(shí)際工程老構(gòu)件中銹蝕鋼筋試件和36根試驗(yàn)室電化學(xué)加速銹蝕鋼筋試件的三維激光掃描，獲取銹蝕鋼筋的三維實(shí)體模型。利用三維實(shí)體模型，對(duì)銹蝕鋼筋的表面幾何特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到其最大截面銹蝕率與平均截面銹蝕率關(guān)系，建立了不同直徑、截?cái)嚅L(zhǎng)度和銹蝕率下的銹蝕鋼筋橫截面積平均值與最小值之比的概率分布模型，指出銹坑可以較好地用雙曲線擬合，并給出了有關(guān)參數(shù)的取值范圍。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)銹

3、蝕鋼筋橫截面積平均值與最小值的關(guān)系把銹蝕鋼筋名義強(qiáng)度退化規(guī)律轉(zhuǎn)換為實(shí)際強(qiáng)度退化規(guī)律，通過進(jìn)一步數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)值模擬，探討了銹蝕鋼筋橫截面積不均勻性、銹坑幾何形狀及沿圓周不均勻銹蝕對(duì)銹蝕鋼筋力學(xué)性能退化的影響，指出：銹蝕鋼筋橫截面積不均勻性是銹蝕鋼筋名義強(qiáng)度退化的主要原因，沿圓周的不均勻銹蝕使名義極限強(qiáng)度進(jìn)一步下降；銹坑處應(yīng)力集中的存在是銹蝕鋼筋極限延伸率退化、屈服平臺(tái)縮短乃至消失的主要原因，沿圓周的不均勻銹蝕顯著加劇其退化。