荷载与碳化耦合因素作用下混凝土的耐久性研究进展

混凝土中的孔隙和微裂纹是CO₂向混凝土内扩散的快速通道,而荷载往往是引起裂缝产生和发展的重要影响因素,因此,混凝土所受荷载的形式和大小必然会影响混凝土的碳化速率。综合评述了目前国内外荷载作用下混凝土的碳化研究进展,总结了不同荷载加载方式和荷载作用下的碳化模型,并对荷载的模拟性研究存在的几个问题提出了一些建议。     

荷载与碳化耦合因素作用下混凝土的耐久性研究进展

混凝土中的孔隙和微裂纹是CO2向混凝土内扩散的快速通道,而荷栽往往是引起裂缝产生和发展的重要影响因素,因此,混凝土所受荷载的形式和大小必然会影响混凝土的碳化速率。综合评述了目前国内外荷载作用下混凝土的碳化研究进展,总结了不同荷载加载方式和荷载作用下的碳化模型,并对荷载的模拟性研究存在的几个问题提出了一些建议。     

荷载与环境共同作用下混凝土耐久性研究进展

混凝土结构都是在荷载与环境的共同作用下工作的,而荷载作用可能引起混凝土物理性能的改变,进而影响混凝土结构的耐久性能,忽略荷载的作用得到的混凝土耐久性研究结果存在一定的片面性。综合评述了目前荷载与其他因素共同作用下混凝土耐久性研究的进展情况,着重介绍了在荷载和环境共同作用下,混凝土的抗渗性能、混凝土抗中性化、抗离子侵蚀,以及抗冻融循环作用方面已有的研究成果,对相关的成果进行了讨论,并对混凝土耐久性研究提出了展望。     

荷载与其它因素共同作用下混凝土耐久性研究进展

综合评述了目前荷截与其它因素协同作用下混凝土耐久性研究的进展情况，着重介绍了受荷载对于混凝土抗碳化、抗盐类侵蚀和水渗透以及抗冻融性能的影响方面已有的研究成果，对关于多因素共同作用下混凝土耐久性研究的几个问题提出了一些看法。     

荷载与服役环境作用下混凝土耐久性的研究和进展

混凝土是基础设施建设不可或缺的工程材料,其耐久性是服役环境下混凝土结构寿命的重要保障。荷载作用引起混凝土材料微结构变化,荷载较大时,混凝土内的孔隙连通和微裂纹扩展影响到介质的渗透和传输。荷载和服役环境的叠加作用加速混凝土性能劣化,因此耦合作用下混凝土耐久性研究成为了国际关注的热点。综述了荷载与服役环境耦合作用下混凝土耐久性研究的探索和研究进展,总结了国内外在荷载-冻融循环、荷载-氯盐、荷载-碳化耦合作用下混凝土耐久性评价方法和表征参数等方面取得的重要突破,并介绍了荷载-冻融循环、荷载-氯盐耦合作用下混凝土寿命预测模型与方法的最新研究成果。最后,指出了现有荷载与典型服役环境作用下混凝土耐久性研究的局限性和后续的研究方向。     

冻融循环和荷载耦合作用下CFRP(碳纤维增强聚合物)片材的耐久性试验研究

碳纤维增强聚合物(CFRP)在混凝土结构加固领域正在迅速发展,但关于这类材料的耐久性研究仍不充分,尤其对遭受恶劣环境与荷载耦合作用下的耐久性研究。该文研究冻融循环与荷载双因素作用对CFRP片材长期性能的影响,冻融循环次数分别考虑50次、100次、200次、300次,荷载等级考虑极限荷载的30%和60%。分析了双因素作用后CFRP片材的极限抗拉强度、弹性模量和延伸率的影响。结果表明:荷载与冻融循环双因素作用对CFRP片材的抗拉强度和延伸率影响较大,对弹性模量影响较小。最后给出了冻融循环与荷载共同作用下的CFRP片材剩余强度损伤模型。     

爆炸荷载作用下钢纤维混凝土构件试验研究

本文对钢纤维混凝土板的抗爆炸局部破坏作用进行了实验研究。由于纤维的加入,增加了结构的整体性,大大提高了结构的抗震塌破坏能力;对钢纤维钠筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的弯曲破坏进行了试验研究,纤维加入后,使结构在相同荷载作用下的振动财周期缩短（即刚度增加）,残余承载力明显提高。     

氯离子对混凝土的侵蚀及混凝土渗透性试验方法

本文对Cl进入混凝土方式、在混凝土中的迁移方式以及对混凝土的侵蚀作用机理进行了阐述。同时,依据不同的试验原理对混凝土渗透性试验进行分类和总结,并对各种试验方法的特点、适用范围以及国内常用的渗透性试验进行了评述。     

耦合盐溶液环境下钢筋/混凝土Weibull耐久性寿命预测方法

根据兰州地铁沿线站台服役环境,配置含有SO42-、Cl-、Mg2+的耦合盐溶液,将钢筋/混凝土试件置于耦合盐溶液中每隔90天利用电化学工作站进行无损检测,选择Weibull分布建模,通过最小二乘法和BLUE法得到退化分布的固定参数估计值和动态参数估计值.结果 表明:耦合盐溶液环境中腐蚀离子通过扩散、渗透及电化学迁移等方...     

混凝土结构耐久性设计方法与寿命预测研究进展

为量化钢筋锈蚀与余震对钢筋混凝土结构抗震性能的影响,选取两栋按我国现行规范设计的中国东南沿海地区钢筋混凝土框架结构为研究对象,考虑未锈蚀和由低到高三种不同锈蚀率(5%、10%和15%)的四种工况,采用真实主余震序列作为输入,选取Park-Ang损伤指数作为结构损伤指标,开展了主余震序列作用下的未锈蚀与锈蚀钢筋混凝土框架结构的地震损伤评估与易损性分析。计算结果表明：锈蚀率的提高加剧了主余震序列作用下的结构累积损伤,其增长率最大可超过50%。由钢筋锈蚀单一因素引起的结构损伤在主余震累积损伤中的占比最高可超过30%。此外,钢筋锈蚀因素会导致结构的主余震易损性曲线发生显著提升。当锈蚀率较大时,钢筋锈蚀对结构易损性的影响与余震对结构易损性的影响相接近。钢筋锈蚀和余震两个因素的耦合作用会使结构的易损性水平发生更为显著的提升。因此,十分有必要在既有钢筋混凝土结构抗主余震性能评估中考虑钢筋锈蚀因素的影响。     

竖向均布荷载作用下曲梁耦合弯矩的简化计算方法

根据建筑结构的特点,综合分析各种因素对曲线梁受力性能的影响程度,提出了曲梁在均布竖向荷载作用下弯矩计算的简化方法,可供有关人员参考。     

温度与荷载耦合下农村公路混凝土路面板结构尺寸优化

为优化农村公路混凝土路面板结构设计以减小路面板厚度和节约成本,对板尺寸和板厚进行研究,分析正负温度梯度下交通荷载的最不利位置,建立文克尔地基上的板模型进行计算。研究结果表明：相比于板厚,板平面尺寸对板中最大拉应力的影响更大,因此可通过减小板尺寸来减小板厚;将只承受轮载作用的板称为小尺寸板,其临界板尺寸为2.0 m×2.0 m;路基反应模量对小尺寸路面板的板中最大拉应力影响不大;考虑疲劳损伤的小尺寸板在正、负温度梯度(15℃和-15℃)下的临界板厚分别为19 cm和16 cm。研究结果可以为节约成本为目的农村公路路面板结构尺寸优化设计提供参考。     

氯盐环境下混凝土耐久性研究进展

氯盐环境下混凝土结构的耐久性是沿海地区混凝土结构的一项关键指标,直接影响其正常使用寿命。从环境、材料、构件及结构4个层次系统论述了氯盐环境下混凝土耐久性的研究成果。分析认为当前的研究成果仍无法直接应用到实际工程中,还需继续研究。氯离子侵蚀环境和试件本身的受力状态应作为今后研究重点考虑的因素。     

荷载作用下饱和水泥浆体中氯离子扩散性能研究

混凝土类水泥浆复合材料中各种尺度的孔隙,如凝胶孔、毛细孔、掺入的气体气泡以及微裂纹等影响着氯离子的扩散性能。孔隙结构参数(如孔隙率)在外荷载作用下会产生变化,进而影响了水泥浆体中氯离子扩散性能。外荷载作用对氯离子扩散行为的影响,可以等效为外荷载所引起的孔隙率的改变对氯离子扩散性能的影响。从微观角度出发,将饱和水泥浆体看作由水泥浆体基质(其孔隙率为零)和孔隙水夹杂相所组成的两相复合材料介质。基于弹性力学理论推导并获得了饱和水泥浆体达到其强度前(即未产生新裂纹前)当前孔隙率与材料初始孔隙率及体应变之间的定量关系,得到了水泥浆体中氯离子扩散系数与这些参数的定量关系。基于Fick第二定律分析了外荷载(体应变)和孔隙率变化对氯离子扩散性能的影响。研究表明：氯离子在饱和砂浆中的扩散系数随孔隙率增大而显著增大;氯离子在砂浆中的扩散系数随压缩体应变的增大而减小,随拉应变增大而增大。     

混凝土结构耐久性预估研究进展

混凝土结构耐久性问题日益重要,在总结结构耐久性评估和剩余寿命预测方法基础上,提出了混凝土结构耐久性预估需要解决的一些基本问题,包括失效准则、专家数据库、耐久性指数和全寿命周期分析,认为混凝土结构耐久性研究应充分考虑材料发展,并且混凝土材料的渗透模型或Cr扩散模型是关键问题,强调急需建立耐久性设计方法.     

反复荷载作用下钢管混凝土组合桥墩抗震性能试验研究

为研究钢管混凝土组合桥墩的抗震性能,完成了8个剪跨比λ=3.0方形截面桥墩试件的低周反复加载试验。基于试件的破坏特征及荷载-位移滞回曲线,分析了内置核心钢管对钢筋混凝土桥墩抗震性能的改善作用,讨论了轴压比、配箍率、纵筋率和钢管埋置长度对组合桥墩抗震性能的影响。结果表明:在墩身内埋置核心钢管可避免桥墩发生竖向压溃和弯剪破坏,同时提高试件的承载力、变形和耗能能力,并减小卸载后的残余位移;轴压比大的组合桥墩试件承载力高、耗能能力强,但变形能力差且残余位移大;随着配箍率或纵筋率的增加,滞回曲线的饱满度变好,变形和耗能能力得到提高;核心钢管在墩身内的埋置长度是决定组合桥墩破坏形态和抗震性能的重要因素,随着钢管埋置长度的增加,组合桥墩试件的破坏形态由剪切型转化为弯曲型,其各项抗震性能指标随之得到改善。     

落锤冲击荷载作用下蒸压加气混凝土的缓冲性能试验研究

蒸压加气混凝土落锤冲击试验考虑了试件的厚度、落距对冲击力最大值的影响。试验结果表明,一定冲击能量下试件的冲击力最大值随自身厚度增加先变小后变大,存在一个使冲击力最大值为最小的最佳厚度。提出了冲击力最大值的计算公式,公式与试验结果吻合良好,并得出了最佳厚度的计算方法。冲击过程中,冲击能量转化为缓冲层材料的表面能,转化的量随厚度先增大后减小,缓冲效果先变好后变差。     

钢骨混凝土短柱在长期轴向荷载作用下的试验研究

钢骨混凝土柱结构在过去几十年间已得到广泛的运用。但是目前关于这种柱结构在长期荷载作用下由于徐变和收缩引起的与时间相关的力学性能研究还开展得很少。该文开展了钢骨混凝土短柱的长期轴向荷载试验研究,还进行了这些柱的极限承载力破坏试验。试验监测了由徐变和收缩引起的柱的轴向长期变形。基于该实测曲线的分析表明,采用ACI 209R-92的收缩模型和CEB-FIP90的徐变模型,利用龄期调整有效模量法可以较好地模拟钢骨混凝土柱在长期轴向荷载作用下的变形发展。经历了长期加载后的试验柱的极限承载力破坏试验还表明,长期轴向荷载对柱的轴压承载力没有显著影响。     

冻融荷载耦合作用下岩石损伤力学特性

以寒区岩体工程为背景,针对冻融受荷岩石,从细观力学机理出发,运用宏观唯象损伤力学和非平衡统计的概念和方法,得到了以冻融循环次数和应变为损伤演化控制变量的损伤演化方程;应用推广后的应变等价原理,建立了较为真实的岩石冻融受荷损伤扩展本构关系:探讨了岩石材料细观结构损伤及其诱发的材料力学性能演化途径.研究表明:岩石的冻融损伤...     

低频动荷载下装配式下穿隧道的防水耐久性试验研究

该文以成都市一环路磨子桥装配式下穿隧道埋深较浅为背景,基于过往车辆产生的低频反复动荷载和相似材料模型试验,分析了预制拼装隧道框架环在车辆荷载作用下,水平接缝处的受力及变形特征。试验结果表明,加载200万次后,试验模型的大跨侧边墙接缝周边位移和小跨侧边墙接缝周边位移均小于橡胶止水条的压缩量,预制构件的分块形式和接缝的接缝位移均满足低频动载条件下的防水耐久性要求。