原文传递
非均匀锈蚀下钢筋砼耐久性退化机理及剩余承载力分析
| 论文题名： | 非均匀锈蚀下钢筋砼耐久性退化机理及剩余承载力分析 |
| 关键词： | 桥梁构件;钢筋混凝土砼;非均匀锈蚀;耐久性;退化机理;剩余承载力 |
| 摘要： | 钢筋混凝土结构在桥梁建设领域应用广泛，数量众多的沿海服役桥梁处于氯盐侵蚀和带裂缝工作的双重不利环境中，极易引起内部钢筋非均匀锈蚀，给桥梁正常服役带来了极大的影响。现有大部分研究均基于均匀锈蚀假设，无法准确掌握锈蚀钢筋的性能退化，不利于正确评价结构的剩余承载能力。本文分析了导致钢筋混凝土结构非均匀锈蚀的因素，从材料层次研究了碳素钢筋/不锈钢筋非均匀锈蚀后剩余承载能力退化机理，并从结构层次研究了非均匀锈蚀混凝土结构的剩余承载力退化规律，开展了以下工作: (1)基于电极极化原理测试了带裂缝工作的钢筋混凝土梁式构件内部钢筋锈蚀速率空间分布情况，分析了裂缝对钢筋非均匀锈蚀的影响和作用机理，探究了不同裂缝状态对于钢筋锈蚀的影响。研究表明:裂缝位置处的钢筋段锈蚀速率明显高于未开裂处，导致裂缝位置产生严重锈蚀的优势坑蚀;当裂缝处于开合状态时，钢筋锈蚀速率呈现随着时间不断增加的趋势，明显有别于静态裂缝下先增加后减小的趋势。 (2)基于逆向工程的原理，利用3D扫描技术获取了HRB500碳素钢筋以及新型2204不锈钢筋电化学锈损后的锈蚀形态，比较分析了不锈钢筋与碳素钢筋的非均匀锈蚀特征，对锈蚀钢筋开展了轴向拉伸试验，分析了其力学性能退化规律，对比了三种锈蚀评价指标对非均匀锈蚀的评估精准度并反映其对力学性能的影响。试验发现:同样的试验条件和模拟手段下，不锈钢钢筋发生非均匀坑蚀的概率更高，锈蚀非均匀程度更为显著。 (3)基于3D扫描技术获取了锈蚀钢筋的三维空间实体模型，进行了具有真实锈蚀形态的钢筋轴向拉伸数值仿真分析，较好地还原了锈蚀钢筋的力学性能，得到了锈蚀钢筋拉伸过程中的应力空间分布，提出了应力集中系数以描述蚀坑处的应力集中程度。分析表明:应力集中系数可反映钢筋剩余截面积以及蚀坑形状的双重影响，用以评价钢筋剩余承载能力较同类评估方法具有更高的精度。 (4)通过电化学加速锈蚀预制了三种不同锈蚀工况的受拉纵筋，3D扫描技术统计其锈蚀特征并浇筑于混凝土梁式构件中，分析了锈蚀非均匀空间分布对于钢筋混凝土梁式构件承载能力的影响，在此基础上建立了非均匀锈蚀钢筋混凝土梁式构件剩余承载能力的计算方法。 |
| 作者： | 孔航挺 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 孙晓燕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
