盾構隧道混凝土管片的承載力退化模型及其試驗研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、我國很多城市跨江、跨河、跨海而治,連接江(河)、湖泊、海灣兩岸的大橋在國民經(jīng)濟建設中發(fā)揮了重大作用。與跨江河湖海大橋相比,建設水下隧道具有征地少、拆遷容易、對地面影響小、不影響水面航道的通航能力、不受惡劣氣候變化影響、工程隱蔽性好、具有很強的抵抗戰(zhàn)爭破壞的能力等優(yōu)勢,已經(jīng)受到了各城市的高度重視。與大氣環(huán)境中的混凝土結構相比,盾構隧道混凝土管片結構服役條件非常惡劣,耐久性問題復雜而嚴重。本文以理論分析與耐久性試驗相結合的方式,研究盾構隧道

2、混凝土管片在多因素耦合作用下的失效機理及其耐久性退化規(guī)律,結合鋼筋混凝土結構理論,建立了以承載力為失效準則,并考慮多種因素耦合作用的混凝土管片承載力退化模型。在用實測數(shù)據(jù)對模型進行驗證的基礎上,運用承載力退化模型對三個實際工程背景的盾構隧道混凝土管片進行了初步的壽命預測,結果表明該模型具有一定的實用性。全文主要內容和結論如下:
  1、綜述了當前國內外關于混凝土構件在多因素耦合作用下的研究進展,指出了存在的問題;詳細描述了本文主要

3、研究工作。
  2、介紹了試驗所用原材料的種類、產(chǎn)地、物理性能和化學成分;描述了制作管片的整個過程;建立了耐久性試驗所采用的試驗方法以及數(shù)據(jù)處理方法。
  3、詳細分析了耐久性試驗所得到的相對動彈性模量、碳化、氯離子侵蝕、硫酸根侵蝕、XRD圖譜、腐蝕管片表面裂縫形態(tài)、承載力(包括裂縫開展情況、開裂荷載與極限荷載、荷載-撓度曲線和混凝土應變)以及鋼筋銹蝕。對同種配合比管片、不同腐蝕介質與不同配合比管片、同種腐蝕介質中的試驗結果

4、進行了對比分析。結果表明:氯離子與硫酸根離子共存時,硫酸根可以緩解氯離子對混凝土及內部鋼筋的侵蝕;持續(xù)通電1A電流22d后,不同配比管片在相同腐蝕條件下的初裂荷載分別下降30.4%~35%和39.1%~40%,極限荷載分別下降32.2%~37.6%和36.3%~38.5%;管片內部鋼筋銹蝕以外層為主,外層與內層總體鋼筋銹蝕率分別為17.7%和2.3%,且環(huán)向鋼筋銹蝕比縱向鋼筋嚴重,外層環(huán)向鋼筋與縱向鋼筋銹蝕率分別為20%和15.3%,內

5、層環(huán)向鋼筋與縱向鋼筋銹蝕率分別為2.5%和2.1%;雜散電流與氯離子共存時,不能用綁扎鋼筋段的方法測定所依附鋼筋銹蝕率。
  4、以雙筋受彎構件正截面承載力計算公式為基礎,考慮碳化、雜散電流、氯離子、硫酸根離子等耐久性因素,建立了盾構隧道混凝土管片在多因素耦合作用下的承載力退化模型和壽命預測模型。
  5、以試驗數(shù)據(jù)對承載力退化模型進行了承載力與腐蝕時間兩方面的驗證,結果表明,計算結果與實驗結果吻合較好。
  6、以承

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