文档介绍：摘要随着工程结构耐久性问题的日益严重,耐久性的研究工作也越来越为人们所重视,同时在该领域也已取得了较丰硕的研究成果。但目前研究工作仍存在很多的不足之处,尚难以有效地解决各种耐久性问题和满足工程建设的需要,尤其是在地下结构耐久性研究领域极少有人涉足,近二、三十年来大型地下工程建设的大量涌现使这一问题愈发突出和重要,然而由于经验上的不足及相关基础理论研究的欠缺,因而使得目前对该类课题加紧立项、开展深入而系统的研究,为延长拟建和现有地下工程结构物的使用寿命提供理论与方法不仅十分迫切与必要,而且意义重大。论文围绕地下结构在外荷载作用下的碳化腐蚀和损伤劣化,通过室内快速碳化试验,运用损伤断裂理论、人工神经网络方法及可靠度原理,结合有限元数值分析,对地下结构多因素影响下的耐久性劣化规律与寿命评判和预测方法进行了系统的研究分析。论文对地下结构耐久性研究的现状、特点、不足及影响地下结构耐久性的主要因素进行深入总结和分析;提出了广义耐久性和结构劣化度的研究理念;综合考虑应力水平、材料性能冶及作用龄期等因素对混凝土结构碳化腐蚀的影响进行试验研究,建立了基于工程实际的多因素交互影响的碳化模型经验公式;论文依据两个寿命评判准则分别建立了基于工具平台的混凝土碳化人工神经网络智能预测模型和基于钢筋锈胀模式假设及混凝土损伤理论的结构裂损破坏寿命评定体系,建立的模型体系经验证较好地反映了地下结构碳化锈损的渐进性规律,具有良好的应用前景;论文从失效概率与可靠度角度研究了地下结构的耐久性评价与计算方法理论,分别建立了基于碳化深度和锈胀开裂准则的结构耐久性失效概率与可靠指标计算模式,所得成果在工程实例中得到应用说明。关键词:地下结构,钢筋混凝土,耐久性,劣化度,多因素作用,碳化预测模型,神经网络,时变可靠度,钢筋脱钝,锈胀开裂,锈蚀量,损伤力学,细观模型,数值模拟,寿命预测。
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第滦髀研究背景与目的意义视,成为世界各国土木工程界的前沿课题。年,东德柏林议会大厦由于钢中混凝士中钢筋锈蚀造成的损失约占%。日本目前每年仅用于房屋结构维修的费用达谌赵R陨希毡疽晕W院赖男赂上呤褂貌坏昃统鱿执竺积混凝土开裂现象。英国为解挟海洋环境下钢筋混凝土构筑物的腐蚀与防护问题。每年就花费将近万英镑:英国年建筑物维修改造工程占英国建筑我国近年来对水工结构、桥梁和房屋建筑结构进行的调查,也显示了混凝土结构耐久性问题的严重性。许多水利工程的混凝土、钢筋混凝士严重碳化,导致出现大面积裂缝和钢筋锈蚀等早期破损现象,因而不得不耗用大量资金维年月钢筋混凝土设计规范专题组在我国鲇写硇缘某鞘薪辛说鞑椋钢筋混凝土结构是世界上应用最为普遍、范围最广的结构形式,由于长期暴露在大气环境或与其他外部介质的紧密接触,以及作为主要承重结构而受到的各种复杂外力作用,使得其耐久性问题也相伴而生并日益显示出严重性。近几十年来,国内外都有大量混凝土结构因耐久性不足而过早失效甚至彻底破坏现象,沉重的重建与维修费用使混凝土结构的耐久性问题越来越受到关注和重筋锈蚀而造成西南角塌陷引起了世界轰动,该大厦仅使用了年。美国标准局甑牡鞑楸砻鳎拦旮髦忠蚋丛斐傻乃鹗多亿美元,其总工程量的三分之一,其中因混凝土老化和钢筋锈蚀需要进行处理的工程数目非常多。西方发达国家大多经历了“二战”后的重建,迄今已有数十年,它们正处于一个建筑物老龄化阶段,混凝土老化和钢筋锈蚀带来的问题是普遍性的,造成的损失也是难以估量的。修加固。混凝土耐久性低下既危及建筑物的局部或整体安全,也影响外观,而这些混凝土建筑都尚远未达到混凝士应有的~甑木媚陀媚晗蕖隆月,交通部第四航务局等组成的调查组对海南、湛江、北海、汕头等四个地区七个港口的十八座高桩码头进行了调查,、二十年的码头具有不同程度的钢筋锈蚀的占十六座之多。年月到
兰鞫轹琛!年,我方米。据八十亿平方米的老建筑物。据我国年初步统计资料分析,如果把当时建筑深入、系统的研究已是势在必行,迫在眉睫。我国在年代修建的宝成铁路及年代修建的成昆铁路,部分隧道均出现过外如日本、美国、法国、意大利等都发生过因地铁迷流腐蚀而致的工程问题和事实上。随着近年来各种大型地下工程的大量涌现,如:铁路、公路隧道,立项、开展深入而系统的研究,为延长拟建和现有地下工程结构物的使用寿命调查报告可知,不少钢筋混凝土结构在设计基准使用期内即由于钢筋锈蚀而影响正常使用,甚至完全报废。据建设部发布的最新统计公报显示,我国现有建筑总面积已达嘁谄椒矫祝攴课菘⒐っ婊谄椒矫鬃笥摇Tぜ频估计,这些建筑中五、六十年代建成的老旧房屋约占%,也就是说约有七、物的使用寿命延长一年,就相当于新建上亿平方米的房屋,或相当于创造几百亿