热应力作用下LNG储罐外罐裂缝及失效时间分析

对于大型液化天然气储罐,内罐泄漏时,由于内外表面温差产生的巨大热应力对于外罐裂缝开展及储罐失效有非常重要的影响。为了获得外罐裂缝的开展规律以及储罐失效时间以便指导实际工程的设计与维护,利用传热学与弹塑性力学相关理论,提出了一种应力叠加方法,近似计算在内罐泄漏时外罐出现裂缝的内外温差,并且结合数值模拟结果进行对比分析,验证理论方法的准确性,确定裂缝开展规律,最终求得内罐从最不利泄漏点开始泄漏到外罐内侧混凝土开裂的储罐失效时间。结果表明:①内罐泄漏时,热应力巨大,不可忽略,热应力和其他荷载共同作用导致外罐产生大量裂缝,裂缝首先在外罐顶部内表面产生,并迅速向外表面开展,最终贯穿罐顶,导致储罐失效;②首次求得了储罐从内罐开始泄漏到外罐产生裂缝的最小时间,在此时间内采取有力措施及时处理,对控制事故发展、避免发生严重灾害具有重要意义。     

沿海钢筋混凝土结构Cl~-侵蚀数值模拟方法研究

提出了一种Cl-侵蚀的数值模拟方法。针对结构所处的水下区、潮差区、浪溅区和大气区不同的侵蚀机理,考虑温度、相对湿度、混凝土龄期、结合Cl-及对流影响,参考国内外研究成果建立相应的理论公式;以COMSOL为基础,将温度、湿度和Cl-运输进行多场耦合,开发出数值模拟程序,并对青岛海湾大桥某桥墩的Cl-侵蚀情况进行数值模拟。结果表明:该数值方法可以很好地模拟沿海混凝土结构Cl-侵蚀;钢筋去钝化依次出现在潮差区、浪溅区、水下区和大气区;对本实例,如不做特殊防护,钢筋去钝化最先开始的位置约为高程-2.200 m处(潮差区中心位置附近),该处钢筋去钝化时间约为25 a。     

碱金属离子对废玻璃砂浆碱骨料反应的影响

以废玻璃为骨料,NaOH和NaCl为碱金属离子来源,通过玻璃溶解及玻璃砂浆碱骨料反应（ASR）,研究了碱金属离子对玻璃砂浆ASR的影响.结果表明：玻璃溶解速率随溶液中OH^—浓度增加而升高,当OH^—浓度为1.000 mol/L时达到峰值,随后降低;在NaOH环境中,ASR膨胀率随NaOH浓度升高而增加,膨胀速率随时间延长而递减;在NaCl环境中,膨胀主要发生在侵蚀初期;在NaOH与NaCl共存环境中,膨胀率与膨胀速率均明显增大,侵蚀后期膨胀速率增加显著;NaOH浓度的增加及NaCl的加入,均导致ASR凝胶钠硅比升高,增加了凝胶的吸水肿胀性,最终加剧膨胀.     

钢筋非均匀锈蚀导致的混凝土保护层锈胀开裂过程分析

基于钢筋锈蚀速率理论和锈蚀产物非均匀分布理论,提出一种混凝土非均匀锈胀位移随时间变化的理论模型,并将时间离散化,直接获得不同时刻的非均匀锈胀位移分布;此后,将锈胀位移输入ABAQUS的扩展有限元模型中,获得不同时刻的锈胀裂缝开展情况。通过对比采用均匀分布理论和非均匀分布理论得到的锈胀裂缝开展情况可见,不仅两者的裂缝形态有很大差异,后者的裂缝开展过程更加符合实际工程的观测,并且其裂缝开展速度也远远快于前者。若仍采用均匀分布理论,钢筋混凝土结构的承载能力将被严重高估,因此对于钢筋混凝土结构的腐蚀研究,建议采用非均匀分布理论。