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多因素作用下地铁钢筋混凝土腐蚀机理及腐蚀疲劳损伤劣化研究
| 论文题名： | 多因素作用下地铁钢筋混凝土腐蚀机理及腐蚀疲劳损伤劣化研究 |
| 关键词： | 地下铁路;钢筋混凝土梁;腐蚀机理;腐蚀疲劳损伤;寿命预测 |
| 摘要： | 地铁因具有快速、客运量大、占土地资源少等优点，广泛应用于现代城市轨道交通中，以缓解当地城市交通压力。但地铁运营过程中产生的杂散电流，与地铁基础土壤中氯离子共同诱发地铁混凝土结构中钢筋发生电化学腐蚀。电化学腐蚀与机车疲劳荷载形成耦合作用，使钢筋混凝土结构在使用过程中出现了严重的腐蚀疲劳现象，极大的影响了地铁钢筋混凝土结构的正常使用寿命。 本文对不同杂散电流强度和氯离子浓度下，钢筋混凝土结构腐蚀疲劳损伤劣化及寿命预测进行研究。主要从钢筋混凝土在不同杂散电流强度和氯离子浓度耦合作用的腐蚀环境下的锈蚀行为进行研究。以及不同杂散电流强度和氯离子浓度的腐蚀环境下与疲劳荷载耦合作用下损伤演化规律、钢筋混凝土在腐蚀疲劳作用下损伤模型及寿命预测、钢筋混凝土在腐蚀疲劳作用下电化学腐蚀机理这些方面开展试验和理论研究，主要工作及成果介绍如下： (1)在不同杂散电流强度和不同氯离子浓度的腐蚀环境下，对钢筋混凝土构件进行电化学腐蚀并取样，通过微观分析以及电化学测试的手段研究其耦合锈蚀行为。体现氯离子浓度变化与杂散电流强度变化，对混凝土中钢筋腐蚀速率造成的影响。 (2)在疲劳荷载应力水平r=0.6情况下，在不同杂散电流强度和氯离子浓度的腐蚀环境下进行腐蚀疲劳试验研究，观察分析钢筋混凝土试件的疲劳模量损伤演化规律，对比表明杂散电流和氯离子对混凝土的损伤程度影响规律。 (3)通过即时跟踪测试跨中位移的方法，在疲劳荷载应力水平不变的基础上研究钢筋混凝土试件在不同杂散电流强度与氯离子浓度腐蚀作用下的疲劳损伤全过程，并依据其与疲劳刚度的对应关系完善基于跨中位移的腐蚀环境下四点弯曲疲劳损伤预测模型，即地铁钢筋混凝土服役寿命预测方程，并通过此模型对腐蚀环境下地铁钢筋混凝土梁的寿命进行预测，同时利用试验值和预测值对比验证。 (4)通过对疲劳荷载应力水平r=0.6情况下与不同杂散电流强度和氯离子浓度腐蚀环境作用下钢筋混凝土试件进行电化学测试，得出混凝土试件中钢筋发生电化学腐蚀时的腐蚀电流密度变化规律。通过分析不同杂散电流强度和氯离子浓度下疲劳荷载对钢筋腐蚀产生的规律，研究杂散电流和氯离子对腐蚀的影响，从而揭示钢筋损伤的机理。 |
| 作者： | 罗睿 |
| 专业： | 结构工程 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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