海洋腐蝕與凍融環(huán)境下?lián)胶狭匣炷廖锢砹W(xué)性能及損傷機(jī)理研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、海洋腐蝕與凍融環(huán)境給我國(guó)北方海港混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)嚴(yán)重危害,該環(huán)境下混凝土物理力學(xué)性能及損傷機(jī)理研究是解決這類(lèi)工程問(wèn)題的基礎(chǔ)。本文以摻合料混凝土為研究對(duì)象,在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)海洋環(huán)境的基礎(chǔ)上,借助人工氣候環(huán)境模擬試驗(yàn)室、快速凍融循環(huán)試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備,通過(guò)對(duì)紫外光、溫濕度、鹽霧、凍融等環(huán)境因素設(shè)置,模擬海洋腐蝕與凍融環(huán)境,綜合理論分析,試驗(yàn)研究、數(shù)值計(jì)算等方法與手段,系統(tǒng)開(kāi)展了海洋腐蝕與凍融環(huán)境下?lián)胶狭匣炷廖锢砹W(xué)性能、氯離子傳輸機(jī)理、細(xì)觀形貌結(jié)構(gòu)特征

2、、損傷機(jī)理等研究。主要成果如下:
 ?。?)通過(guò)物理性能試驗(yàn),得到了摻合料混凝土經(jīng)過(guò)不同凍融循環(huán)作用后表觀形貌、質(zhì)量的變化情況,及其在海洋腐蝕與凍融環(huán)境下的氯離子侵蝕規(guī)律;建立了礦物摻合料摻量、種類(lèi)、凍融次數(shù)及腐蝕時(shí)間與混凝土各物理性能之間的聯(lián)系;得到了耦合環(huán)境作用對(duì)混凝土氯離子傳輸性能的疊加影響規(guī)律。
 ?。?)通過(guò)力學(xué)性能試驗(yàn),得到了海洋腐蝕與凍融環(huán)境下混凝土抗壓強(qiáng)度、彈性模量、動(dòng)彈性模量隨摻合料、凍融次數(shù)及腐蝕時(shí)間的變

3、化規(guī)律;建立了礦物摻合料摻量、種類(lèi)、凍融次數(shù)和腐蝕時(shí)間與混凝土力學(xué)性能參數(shù)之間的聯(lián)系。
 ?。?)通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,建立了考慮凍融影響因素的孔隙度、滲透率和氯離子擴(kuò)散系數(shù)數(shù)學(xué)模型;基于多孔介質(zhì)滲流力學(xué),建立了考慮凍融、對(duì)流、擴(kuò)散效應(yīng)的腐蝕與凍融耦合環(huán)境下氯離子傳輸模型,揭示了海洋腐蝕與凍融環(huán)境下氯離子在混凝土中的傳輸機(jī)理。采用數(shù)值計(jì)算方法,以復(fù)摻礦物摻合料混凝土的材料參數(shù)為求解初始參數(shù)對(duì)氯離子傳輸模型進(jìn)行了求解,得到了氯離子

4、濃度分布、擴(kuò)散速率等變化規(guī)律。
  (4)利用掃描電子顯微鏡和壓汞儀測(cè)定了海洋腐蝕和凍融環(huán)境下混凝土的細(xì)觀形貌及孔結(jié)構(gòu)特征,得到了混凝土細(xì)觀形貌以及孔結(jié)構(gòu)特征等隨礦物摻合料摻量、種類(lèi)、凍融次數(shù)及腐蝕時(shí)間的變化規(guī)律。建立了混凝土細(xì)形貌觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能之間的聯(lián)系。
  (5)基于損傷力學(xué)理論,構(gòu)建了海洋腐蝕與凍融環(huán)境作用下混凝土損傷演化及本構(gòu)模型,該模型能夠較好地描述海洋腐蝕與凍融環(huán)境作用下混凝土的損傷演化特征,對(duì)腐蝕與凍融環(huán)境

5、下混凝土的損傷機(jī)理進(jìn)行了分析探討。
  (6)依據(jù)海洋腐蝕與凍融環(huán)境作用下混凝土彈性模量及強(qiáng)度退化模型,采用數(shù)值計(jì)算計(jì)算方法,以混凝土高樁承臺(tái)樁構(gòu)件為例,分析了其損傷破壞過(guò)程,得到了混凝土樁的位移、變形和損傷破壞變化規(guī)律。
  本文研究成果在一定程度上豐富了海洋環(huán)境多因素作用下混凝土材料性能及損傷破壞研究領(lǐng)域的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論成果,為解決海洋腐蝕與凍融環(huán)境下混凝土材料耐久性問(wèn)題提供了重要依據(jù)。
  該論文有圖115幅,表

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