氯氧镁涂层钢筋混凝土两重因素耦合作用下的耐久性模型

针对只考虑氯离子、硫酸根离子或碳化作用下混凝土寿命预测模型与实际服役条件不相符的问题,提出利用反映钢筋锈蚀的腐蚀电流密度和表征混凝土破坏的相对动弹性模量评价参数作为边缘分布函数参数,在Copula函数的基础上建立耦合因素作用下氯氧镁涂层钢筋混凝土(MOCRC)寿命预测模型。结果表明:Gumble-Copula函数可以很好地对两重耦合因素作用下的MOCRC耐久性进行预测,MOCRC在20 000 d左右发生破坏。两重耦合因素作用下Copula函数寿命预测模型的建立,为多重因素耦合作用下的寿命预测模型提供了新的研究方向。     

硫酸盐和氯盐侵蚀的混凝土梁抗弯性能

为了研究混凝土结构在双重侵蚀环境中的退化规律,采用内掺5%NaCl浸泡于15%Na2SO4溶液中,湿2d、干3d的干湿循环加速腐蚀方法,研究了不同腐蚀损伤度和锈蚀率时试验梁的破坏形态、开裂情况、抗弯承载力的退化机理,并对不同腐蚀程度下试验梁的荷载-挠度曲线、挠度变形、腐蚀损伤度和锈蚀率对开裂荷载、极限荷载和延性的影响进行了分析.结果表明：早期侵蚀产物的生成密实了混凝土内部结构,随着腐蚀的加深,混凝土和钢筋的力学性能均下降,因此造成试验梁的开裂荷载、极限荷载、延性和截面刚度都经历了先增后降的过程,但是相对于开裂荷载,极限荷载的下降要晚些.根据试验结果建立了与腐蚀损伤度和锈蚀率相关的开裂荷载、极限荷载和延性比退化规律的计算模型.     

基于Wiener过程的高压晶闸管寿命预测方法

采用加速老化的试验方法研究了高压晶闸管通态饱和压降及恢复电荷等性能参数的退化规律,将基于Wiener退化过程的寿命预测方法应用于高压晶闸管的寿命预测,采用求最大似然的期望最大（expectation maximization, EM）算法迭代计算出Wiener模型中的潜在分布参数,有效解决了高压晶闸管寿命预测时样品少、寿命数据缺失的问题。基于Wiener退化过程的寿命预测方法还可以根据晶闸管应用过程中的实时监测数据及时预测晶闸管的剩余寿命,为高压换流阀维修方案的制定提供参考。     

钢筋混凝土梁电化学锈蚀及受弯承载力试验研究

设计电化学加速锈蚀试验,对钢筋混凝土梁进行加速退化,并对混凝土梁中钢筋锈蚀程度进行宏观、定量评定. 通过对试验梁锈蚀后的加载试验,研究了钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁受弯承载力的影响. 试验结果表明:钢筋锈蚀对于钢筋混凝土梁的破坏形式和受弯承载能力有影响;严重的钢筋锈蚀对梁的刚度有明显的影响;钢筋对弯曲裂缝开展的抑制作用随着锈蚀程度的加深而降低.     

盐渍土环境中钢筋混凝土基于Wiener随机过程寿命预测

针对西部盐渍土地区混凝土结构耐久性寿命较短的突出问题,将钢筋混凝土试件置于格尔木盐渍土地区进行现场埋置,每隔150 d定期搜集试件超声声速、质量及钢筋电阻等无损退化指标,通过动弹性模量评价参数ξa、质量评价参数ξb、钢筋未锈蚀评价参数ξc及SEM图像从宏观、微观两方面进行耐久性损伤劣化评价分析,选择Wiener随机过程...     

锈蚀框架边节点抗震性能试验研究

从探索老化钢筋混凝土结构抗震性能角度出发，利用人工气候环境加速锈蚀实验技术对常规钢筋混凝土框架结构边节点模型试件进行加速锈蚀，然后通过施加周期往复加栽的方法模拟地震作用对加速锈蚀后试件及未锈蚀控制试件进行对比试验．基于试验结果，初步探讨了混凝土中钢筋锈蚀对梁柱节点抗震性能的影响，认识到锈蚀钢筋不但减弱其自身截面和力学性能，而且促成钢筋和混凝土间黏结性能退化以及构件有效截面削弱，从而表现出构件整体抗震性能退化．     

考虑不确定测量的惯性平台剩余寿命自适应预测

针对现有剩余寿命预测方法未考虑测量误差引起的不确定性,且存在预测不确定性大的问题,提出了一种基于Wiener过程的退化过程建模方法,并将测量的不确定性考虑到剩余寿命预测中,推导出了剩余寿命的概率分布。为了实时更新模型参数,利用Kalman滤波算法实时估计Wiener过程中的漂移系数,并利用期望最大化算法实时估计其它相关参数。以某型号惯性平台的退化测量数据为例,进行了实验验证,结果表明,相比其它算法,文中算法能够降低剩余寿命预测的不确定性,提高预测精度。     

锈后无黏结钢筋混凝土梁的模拟疲劳试验与分析

根据6根模拟试验梁的疲劳试验结果,分析了钢筋严重锈蚀、黏结力基本丧失后钢筋混凝土梁的破坏形态、刚度及疲劳寿命退化.指出局部无黏结梁中钢筋的疲劳断裂位置都处有无黏结的分界面上;试验梁的刚度随跨中完全无黏结区段长度的增加而减小,荷载水平越高刚度退化越明显;试验梁中钢筋的应力范围是影响梁疲劳寿命的最主要因素;锈后钢筋混凝土梁疲劳寿命的降低主要是由钢筋的截面积减小和疲劳强度退化引起的,与黏结退化的关系不大,仅梁中钢筋最大应力的增大与黏结退化有关,且荷载水平越高黏结退化的影响越大;建议分析锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命时认为黏结退化对的梁的疲劳寿命无显著影响.     

基于Wiener过程退化模型的高压阀寿命预测

高压阀泄漏量的退化机理复杂,退化具有动态、周期性、非线性等特征,对高可靠、长寿命的高压阀准确进行寿命预测是一个难点。本研究开展高压阀的模拟试验,获取高压阀泄漏量退化过程的数据,基于Wiener过程对高压阀建立寿命预测模型,根据可靠性函数和剩余寿命的概率密度函数对高压阀的剩余寿命进行评估。结果表明基于Wiener过程的泄漏量的退化模型对高压阀寿命预测与实际试验测量的寿命值的误差均在10%以内。与ARIMA模型预测的高压阀寿命对比,基于Wiener过程的泄漏量的退化模型对高压阀的寿命预测更稳定、误差更小,证明了Wiener过程退化模型在预测高压阀寿命工作中的有效性和准确性。     

基于动态压磁的锈蚀钢筋疲劳特性的试验研究

为了解决传统锈蚀钢筋疲劳性能研究中检测方法有限、评估疲劳损伤困难等不足,研究一种新型的基于压磁效应的无损检测方法.通过对28根不同锈蚀率下的加速锈蚀钢筋进行轴向拉伸疲劳试验,研究疲劳损伤过程中压磁信号的演变规律,挖掘压磁信号与钢筋锈蚀程度之间的关系.试验结果表明:压磁信号对钢筋疲劳损伤有较好的敏感性,结合磁感强度值时变曲线、磁感强度-应变滞回曲线等压磁信息,能够反映钢筋的疲劳损伤累积过程、锈蚀程度及塑性状态.试验成果为结构的损伤评估和寿命预测提供了一个有效的无损检测方法.     

应力作用下混凝土胀裂前钢筋锈蚀率预测模型

假设混凝土保护层完全碳化时钢筋开始锈蚀,利用应力状态下混凝土碳化模型,获得应力状态下混凝土中钢筋开始锈蚀时间的计算模型。根据应力状态下混凝土中CO2有效扩散系数得到相应的O2有效扩散系数,并通过外加电流加速锈蚀试验研究了应力状态对钢筋锈蚀速率的影响。最终基于法拉第定律建立了应力状态下混凝土中钢筋锈蚀率的预测模型,并用预测模型计算工程实例。计算结果与实测结果符合较好,同时证明随着应力水平的提高,钢筋开始锈蚀时间提前,锈蚀率加快,最终导致高应力区域锈蚀率明显高于低应力区域。     

氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀与防护试验研究

结合氯氧镁水泥混凝土耐水性,研究氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀与防护,试验变量包括钢筋种类、混凝土保护层厚度和腐蚀龄期等。钢筋种类包括裸露钢筋和美加力涂层钢筋;混凝土保护层厚度包括25、50 mm;腐蚀龄期包括60、120、180、240、300、360 d。试验采用自来水长期浸泡至试块2/3处,并采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）对腐蚀后的钢筋微观结构和化学元素组成进行分析,研究钢筋的腐蚀机理。结果表明,通过软化系数分析,氯氧镁水泥混凝土的软化系数处于0.78～0.87,说明试验设计的氯氧镁水泥混凝土可用于干燥地区、受潮较轻地区或次要建筑结构。通过极化曲线及其电化学参数分析,裸露钢筋腐蚀速率为美加力涂层钢筋腐蚀速率的40～80倍,说明涂层防腐效果明显。     

锈蚀钢筋横截面积分布规律统计分析

检测确定钢筋的锈蚀特征参数是进行锈蚀钢筋混凝土结构性能评定的基础。通过电化学加速锈蚀试验获得不同锈蚀程度的钢筋,采用三维激光扫描技术建立锈蚀钢筋的三维几何模型,并提取相关的锈蚀特征参数。然后基于概率理论统计分析锈蚀钢筋平均截面锈蚀率与最大截面锈蚀率、锈蚀不均匀系数之间的相关性,建立了锈蚀不均匀系数的概率分布模型。研究表明:随着锈蚀程度的增大,最大截面锈蚀率和锈蚀不均匀系数均呈幂函数增长,并与锈蚀钢筋的直径有关;锈蚀不均匀系数服从广义极值分布,其概率分布的形状参数、尺度参数和位置参数均随锈蚀程度的增大而线性增大,并与锈蚀钢筋的直径和单元长度有关。     

RC梁钢筋锈蚀监测与概率成像定位

为评估RC结构内钢筋的锈蚀损伤状态,开展了基于压电传感的RC梁钢筋锈蚀监测与定位技术研究.首先,在钢筋表面布设3组压电陶瓷(PZT)传感器,随后对监控到的信号进行基4FFT变换和提取频谱特征,刻画了钢筋锈蚀发展过程,并验证了基于PZT的监控方法对钢筋锈蚀全过程监测的适用性;其次,通过对概率成像方法中的权重函数进行修正,...     

基于非均匀锈蚀的带肋钢筋黏结性能

根据钢筋的非均匀锈蚀特征,研究锈蚀带肋钢筋与混凝土间的黏结性能.基于未锈蚀带肋钢筋黏结强度的微观受力模型与均匀锈蚀带肋钢筋黏结性能模型,考虑钢筋的实际锈蚀为非均匀锈蚀,利用弹性力学方法建立带肋钢筋黏结强度的预测模型,推导出锈蚀带肋钢筋与混凝土间的极限黏结强度.分析无横向约束的锈蚀钢筋极限黏结强度,对混凝土开裂时刻钢筋的临界锈蚀深度进行预测.试验结果与理论预测结果吻合良好,采用该模型可以较准确地反映钢筋实际锈蚀后黏结强度的变化情况.     

锈蚀钢筋与高强再生混凝土的黏结性能试验

为研究锈蚀钢筋与高强再生混凝土之间的黏结滑移性能,采用通电加速锈蚀法获得36个中心拉拔钢筋被锈蚀的试件并进行中心拉拔试验.试件设计参数有5个:再生粗骨料取代率、钢筋外形、钢筋直径、锚固长度和钢筋锈蚀率.依据试验结果,对试件的黏结破坏形态和每个设计参数对锈蚀钢筋与高强再生混凝土间黏结性能的影响进行分析.结果表明:锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结破坏形式有3种,即钢筋拔断、钢筋拔出和混凝土劈裂;高强再生混凝土与锈蚀后螺纹钢筋间的黏结强度要明显高于锈蚀后光圆钢筋;锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结强度,随着再生粗骨料取代率的增加整体呈减小趋势,随着钢筋直径的增大而减小,随着锚固长度的增大而减小,随着钢筋锈蚀率的增大而减小,但当钢筋锈蚀率达到某一界限后这种减小便不明显.     

钢筋加速非均匀锈蚀试验方法和锈蚀形态研究

采用自主发明的通电加速钢筋非均匀锈蚀试验方法,以不锈钢丝作为辅助电极对混凝土试件进行通电加速锈蚀,利用三维激光扫描技术获得不同锈蚀率下锈蚀钢筋的三维几何模型,研究采用该方法时锈蚀钢筋的不均匀性. 研究发现,由此可以得到与实际自然锈蚀情况相似的不均匀锈蚀现象,即靠近不锈钢丝一侧锈蚀比较严重,远离不锈钢丝一侧锈蚀较少. 根据对锈蚀钢筋纵向截面积的分析,建立不均匀系数R的概率分布模型,其值满足Gumbel极值分布;将模型与实际自然锈蚀的钢筋不均匀系数R的概率分布进行比较,进一步验证该方法用于评估钢筋混凝土构件承载力的可行性.     

Accelerating Effect of Wetting-Drying Cycles on Steel Bar Corrosion in Concrete

1 IntroductionWetting-drying cycle is one of the normal phe-nomena in natural climate processes. Bridges, roadsand buildings are often weathered by sun shining andraining alternately in the atmosphere environment.Some investigations and studies have indicated thatwetting-drying cycle conditions often lead to seriousdurability deterioration of reinforced concrete struc-tures [1-5], in which the corrosion of steel bar is themost primary aspect of durability deterioration.Because the wetting and …     

RV减速器高应力加速退化试验及可靠性分析

针对工业机器人上使用的RV减速器寿命长且性能退化缓慢的特点,提出一种基于RV减速器高应力加速退化试验与传动精度退化模型建模的方法,对RV减速器可靠性进行评估。对RV减速器薄弱环节的强度进行校核,确定加速试验最大加载值;在该加载值下对3台RV减速器开展加速退化试验,获得加速条件下RV减速器传动精度退化量;根据RV减速器传动精度退化特性,使用样本数据分离的极大似然估计法,对每台减速器的传动精度展开退化轨迹建模;将Wiener退化模型中的初始性能退化量和漂移系数设为定值,获得扩散系数的变异系数,假设扩散系数服从正态分布,求得RV减速器可靠性。结果表明：高应力加速退化试验可为RV减速器可靠性分析提供切实可信的试验数据,节约试验时间及成本。基于加速退化试验和传动精度退化模型建模的求解RV减速器可靠性的方法,在体现个体差异的同时,实现了小样本条件下RV减速器的可靠性分析,并且能够准确计算出RV减速器的失效概率,对于提升工业机器人的工作性能具有重要意义。     

锈蚀不锈钢筋与混凝土黏结性能退化

通过不同锈蚀率下不锈钢筋混凝土试件的中心拉拔试验,分析锈蚀率、锈胀裂缝宽度对不锈钢筋/混凝土黏结性能退化的影响规律,分别基于质量锈蚀率和表面裂缝宽度建立不锈钢筋与混凝土黏结强度的预测公式,并与普通钢筋混凝土黏结性能进行对比分析. 研究结果表明：类似普通钢筋混凝土黏结退化规律,锈蚀不锈钢筋黏结强度随锈蚀率增大呈先增后减趋势,但拐点锈蚀率较普通钢筋更大;不锈钢局部坑蚀具有较强的随机性,使得锈胀裂缝宽度与锈蚀率的关系较为离散,与基于锈蚀率的黏结退化模型相比,基于表面锈胀裂缝宽度的模型可以更好地预测不锈钢筋与混凝土黏结强度的退化规律,工程实用性更强;在相同锈蚀程度下,不锈钢筋黏结强度退化程度较普通钢筋小,现有的普通钢筋黏结退化模型可以用于不锈钢黏结强度的预测,具有一定的安全保证.