硫酸盐渍土中灌注桩竖向承载力演变规律

盐渍土中硫酸盐含量极高,对灌注桩具有极强的腐蚀作用从而影响其承载特性,为明确和分析混凝土灌注桩在硫酸盐盐渍土腐蚀下竖向承载力的演变规律,以及桩径、桩长对灌注桩腐蚀后承载力变化规律的影响,根据硫酸盐环境下混凝土劣化的腐蚀反应和机理,建立了硫酸盐渍土腐蚀环境下单桩承载力的评价模型;结合案例对硫酸盐渍土地区混凝土灌注桩的侧阻力、端阻力及桩体强度进行研究,分析和对比了桩长及桩径对硫酸盐腐蚀下灌注桩的承载特性演变规律的影响.结果表明:硫酸盐渍土腐蚀作用下灌注桩的侧阻力、端阻力及桩体强度均发生变化;桩侧阻力受到腐蚀产物积累、膨胀引起的桩周混凝土劣化和桩侧应力重分布的影响,同时也依赖于桩长及桩径变化;端阻力则由于单桩竖向有效面积的减小而降低;硫酸盐腐蚀作用下桩体强度降低幅度较大.由此可知,相同腐蚀条件下,增加桩径可有效提高抵抗硫酸盐腐蚀引起的承载力损失;实际设计中应考虑增加桩径的方法抵抗硫酸盐腐蚀引起的承载力损失.     

硫酸盐侵蚀下混凝土灌注桩的损伤效应

为分析外部硫酸盐腐蚀对混凝土灌注桩截面损伤和承载力的影响,研究了硫酸根离子在混凝土灌注桩中的扩散反应规律并探讨了桩身结构性能退化的影响因素.基于Fick第二定律建立了柱坐标下硫酸根离子的非稳态扩散反应方程,采用数值方法得到了扩散方程求解的有限差分格式,并通过相关试验结果验证了理论模型与计算方法的正确性.根据化学反应生成的膨胀产物计算膨胀应变,并通过损伤演化函数计算桩身截面损伤和承载力,建立了桩基损伤度与桩身承载力的相关关系,对比分析了不同腐蚀因素和腐蚀时间对桩基损伤与桩身承载力的影响.研究结果表明:内膨胀应变和损伤在表层的发展速度比内层发展更为迅速,增大桩半径能显著提高桩基的耐久性和承载能力,而水灰比大于0.4时,桩基损伤增长幅度最大.因此,合理增加桩半径并采用较小的水灰比能有效减小桩身混凝土损伤,提高桩基的耐久性并减少桩身承载能力的损失.     

氯离子在混凝土管桩中的扩散规律

混凝土管桩在海工环境中广泛使用,管桩内表面为封闭面,外壁常常暴露于氯盐环境中。根据菲克第二定律和管桩的边界条件,采用分离变量法,得到氯离子扩散方程的解析解。该解析解包含稳态解和瞬态解2部分,而稳态解由贝塞尔函数构成,与基于半无限体边界条件的传统解不同。采用该解答计算PHC管桩氯离子扩散,探讨内外半径之比、扩散系数以及钢筋保护层厚度对氯离子扩散的影响。当内外半径之比a/b为1.5时,瞬态解的次要部分衰减速率比主要部分约大4倍。     

混凝土中氯离子时变扩散的边界元分析

氯离子在混凝土中的扩散是一个时变过程。考虑氯离子扩散系数的时间依赖性,将时变扩散系数引入混凝土的氯离子扩散模型中,通过变量代换,给出了时变扩散条件下氯离子扩散方程的基本解,并基于误差函数建立了氯离子扩散场补偿长度理论,分析了散场补偿长度系数的取值,在此基础上建立了时变扩散系数下混凝土中氯离子扩散分析的边界元法。通过算例分析验证了氯离子扩散场补偿长度理论对于氯离子扩散分析的数值方法的合理性,证明了该法具有较高的计算精度和计算效率。     

混凝土中氯离子扩散时变多因素模型和服役寿命研究

为了研究温度、湿度等时变环境因素对混凝土中氯离子扩散和分布规律的影响,分析氯盐侵蚀环境下混凝土结构的服役寿命。通过分析各影响因素对扩散系数的影响,提出扩散系数的多因素修正模型,基于此,建立了混凝土中氯离子扩散与分布规律的时变多因素模型,并提出了多种扩散形式下的服役寿命计算方法。通过算例分析表明:建立的时变多因素模型的时变特性与传统模型的时变特性之间存在较大差异,所建时变多因素修正模型更合理;相对于矩形截面的构件,圆形截面的构件具有更好的耐久性,可以降低混凝土的配置和施工难度,进而减少建造和维护成本。     

锈蚀损伤混凝土管桩水平承载性状时变分析

为研究锈蚀损伤混凝土管桩的水平承载性状,依据Fick第二定律,建立了氯离子在混凝土管桩中的扩散方程,并结合初始和边界条件,得到扩散方程的解析解.依据厚壁圆筒模型,推导了钢筋混凝土管桩保护层锈胀开裂时的钢筋临界锈蚀深度.基于Faraday定律,对钢筋混凝土管桩保护层锈胀开裂时间进行了预测.并在此基础上,通过引入桩身抗弯刚度折减系数对海洋环境下锈蚀损伤钢筋混凝土管桩的桩身抗弯刚度的衰减规律进行了探讨,进而对海洋环境下锈蚀损伤钢筋混凝土管桩的水平承载性状的时变特性进行了分析.结果表明:海洋环境中氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀对钢筋混凝土管桩的水平承载性状有明显影响.随着暴露时间的延长,桩身抗弯刚度呈非线性衰减,桩身水平位移和桩身负剪力最大值逐渐增大,桩身弯矩逐渐减小.     

非线性反应扩散方程解的整体存在和爆破

研究了下列非线性反应扩散方程初边值问题：{ut（x,t）=Δu（x,t）＋up（x,t）＋a（x）u（x,t）,x∈Ω,t〉0 u（x,t）=0,x∈Ω,t〉0 u（x,0）=u0（x）,x∈Ω非负解的整体存在和爆破问题.文章中利用半群方法得到解的整体存在的条件,利用特征函数方法分析了解在有限时刻爆破的条件.     

氯羟磷灰石固溶体的XRD研究

采用固相法合成一系列氯羟磷灰石固溶体，通过XRD表征手段进行晶体化学分析，结果发现：随着Cl^-含量增加，晶胞参数a增大，c减小．且二者呈线性关系：a=0．1494x＋9．4336，c=-0．0628x＋6．9026，符合Vegard定律．南Vegard定律计算的晶胞参数，与实测值比较发现，a与Cl^-含量更符合理论关系，而c相差较大，说明通道离子的半径、位置和电负性对晶胞参数a影响较小、c影响较大．     

圆形截面混凝土中的自由氯离子含量分布规律

目的研究圆形截面混凝土构件中自由氯离子含量分布的预测方法和含量分布规律，为混凝土结构的耐久寿命评估提供可靠的方法，为基于耐久性的结构设计提供理论依据．方法基于导出的氯离子在圆形截面混凝土中的扩散传质方程，结合算例。用有限差分法求解方程，研究自由氯离子含量分布规律、结果对于小尺寸圆形截面构件，计算结果与基于Fick定律的一维扩散方程预测值有显著差异．圆形截面钢筋混凝土构件的耐久寿命与保护层厚度同截面半径的比值有关．结论得出了各种因素对自由氟离子含量分布的影响规律，基于Fick定律的一维扩散方程应用于小尺寸圆形截面时有较大误差，圆形截面构件钢筋锈蚀开始时间受截面曲边效应的影响．     

氯盐对灌注桩混凝土硫酸盐腐蚀规律的影响

复杂盐渍环境多种离子侵蚀灌注桩混凝土等现浇混凝土结构的腐蚀规律研究较少.文中对未经标准养护的混凝土试块进行全浸泡侵蚀试验,模拟混凝土灌注桩受硫酸盐及氯盐共同作用的侵蚀过程,探讨氯盐对现浇混凝土硫酸盐腐蚀规律的影响.结果发现,混凝土试块受侵蚀的前7 d,其抗压耐蚀系数均高于1,之后呈现先增大后减小的趋势;侵入混凝土试块中的硫酸根离子随着侵入深度的增加逐渐减小,并且越向深处侵入混凝土内部的硫酸根离子含量衰减速度越快;氯离子的存在抑制了硫酸根离子在混凝土内部的扩散,且加速了硫酸根离子随深度的衰减速度.由于氯离子的先期反应阻碍了石膏型硫酸盐侵蚀发生,从而减少了硫酸盐对于混凝土侵蚀所造成的强度损失,氯盐含量低时效果最明显.     

腐蚀环境中混凝土桩基耐久性研究进展

腐蚀环境中地下混凝土结构的耐久性问题一直是国内外研究的热点问题之一.针对海洋和近海氯盐侵蚀环境与内陆盐湖和盐碱地硫酸盐侵蚀环境中地下混凝土结构的耐久性问题,分别从混凝土侵蚀机理、侵蚀性离子扩散机制、钢筋锈蚀机理、混凝土强度和刚度损伤等几个方面总结和归纳了当前国内外的研究现状,探讨了氯盐侵蚀环境和硫酸盐侵蚀环境中地下混凝土结构的损伤特性和劣化机制.在此基础上,考虑PHC预制管桩和现浇钻孔灌注桩的制作养护工艺,分别论述了海工环境中水平受荷PHC管桩和盐渍土环境中竖向受荷钻孔灌注桩的侵蚀劣化机理,进而结合海工环境中水平受荷PHC管桩和盐渍土环境中竖向受荷钻孔灌注桩的承载机制,探讨了各自承载特性的退化规律,总结了海工环境中水平受荷PHC管桩和盐渍土环境中竖向受荷钻孔灌注桩寿命的预测方法.最后,基于当前腐蚀环境中钢筋混凝土桩基耐久性研究现状,笔者根据自己的见解提出了今后的研究思路和方向,以期为腐蚀环境中和复杂应力条件下钢筋混凝土桩基的耐久性研究以及今后相应规范的制定提供一定参考.     

桩端后压力注浆灌注桩的试验研究

通过对埋置有元件的灌注桩的现场试验,来研究福州及周边地区钻孔灌注桩桩端注浆后单桩的承载特性以及荷载传递特性,结果显示桩端后压力注浆技术可以有效提高本地区钻孔灌注桩承载力,提高幅度从26.7％到56.9％不等,实际工程中个别单桩极限承载力增幅甚至达到了155％,通过本文的研究,提出了该地区桩端后压力注浆的灌注桩单桩极限承载力确定方法.     

高层建筑静压预应力管桩施工初探

对高层桩基采用静力压桩法,依据地质状况、场地条件、最大压桩力、单桩极限承载力、入土深度、桩身强度、打桩顺序、用电量平衡、引孔压桩法等,并结合当地经验综合施工。静载效果分析极限承载力比最终压桩力提高了44%～79%。与钻孔灌注桩经济对比,大吨位管桩节省造价14%。     

单钻孔灌注桩桩底注浆承载性状对比试验

介绍了试验的场地条件、试验桩的设计、桩底注浆参数及其检测。研究了持力层为砂卵石层单钻孔灌注桩桩底注浆承载性状,并且综合对比分析了桩端阻力和桩侧阻力的特性。通过对比试验,发现注浆后单桩极限承载力显著提高,平均增幅大约为27%,沉降量显著减少,平均减幅大约为66%,但回弹率呈上升趋势,平均增幅大约为42%。另外,桩端阻力也有较大幅度的提高,桩身上部侧阻力影响不明显,而对桩身下部特别在桩端周围侧阻力影响较显著。     

利用磁测井法检测灌注桩钢筋笼长度

根据磁测井法的探测原理,数值模拟了灌注桩钢筋笼磁场垂直分量Z理论曲线,研究了钢筋笼磁场垂直空间分布特征,总结利用磁场垂直分量Z曲线零点及其垂向梯度极值点确定灌注桩钢筋笼端点位置和长度的方法。通过对于模型桩和工程桩进行试验,验证了该方法的可靠性和准确性,能够被用于实际的灌注桩钢筋笼长度的工程检测中。     

多级支盘桩与等截面直孔桩承载力对比试验

针对挤扩多级支盘桩相对于普通等截面直孔灌注桩具有较高承载力和较低沉降量的特性,采用自平衡静载荷试验方法,对浙江湖州市某工程同一场地中的挤扩多支盘桩与普通等截面直孔灌注桩进行极限承载力的对比试验研究.工程试验结果表明,在同等工程地质条件下挤扩多支盘桩与普通直孔灌注桩相比,其极限抗压承载力和极限抗拔承栽力都较大提高,每立方米混凝土的抗压承载力提高达75.3%以上,而混凝土的用量却少41.9%;单方极限抗拔承载力提高118.9%以上,而挤扩多支盘桩的混凝土用量比等少44.1%以上,且沉降曲线较缓,因此能获得较好的经济效益.该工程试验对这种新型桩的承载理论研究和类似工程实践具有客观的参考价值和借鉴意义.     

基于分布式光纤测温技术的灌注桩完整性检测

阐述分布式光纤测温技术的基本原理,分析灌注桩在水化热过程中桩身温度分布与其完整性的关系,提出基于分布式光纤测温技术的灌注桩完整性检测方法。开展现场试验,采用一套可行的光纤铺设方案,对测得数据进行修匀处理,得出试桩浇注完毕后的5组桩身温度分布曲线。试验结果表明：桩顶至35m段桩身完整性较好,35m至桩底段桩身存在不同程度的离析,但5次测量的桩身温度分布曲线变化趋势一致,整体温度突变不大,整个桩身没有严重的缺陷。     

浅谈自平衡试桩法用钻孔灌注桩施工要点

钻孔灌注桩是目前桥梁、高层建筑基础工程中普遍采用的一种结构形式.自平衡试桩法是一种静载荷试验方法,用于自平衡试验的基桩因具有特殊的用途而不同于一般的钻孔灌注桩,因此我们应该根据试桩的自身特点,运用科学施工方法以确保成桩的质量,为自平衡试验的顺利进行提供保障.