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近海腐蚀隧道衬砌结构耐久性及承载力试验研究
| 论文题名： | 近海腐蚀隧道衬砌结构耐久性及承载力试验研究 |
| 关键词： | 近海隧道;锈蚀钢筋混凝土;加速腐蚀;压弯加载试验;耐久性 |
| 摘要： | 目前，对于各类钢筋混凝土结构工程，钢筋锈蚀已经成为影响其结构安全与寿命的最主要的因素。大量研究表明，钢筋锈蚀导致三个重要结果：(1)钢筋的有效截面减少，力学性能降低；(2)钢筋与混凝土间粘结性能退化；(3)钢筋锈胀导致混凝土开裂，因此，在隧道及地下工程中，钢筋锈蚀也将不可避免的影响其衬砌结构的耐久性，鉴于地下工程不良的复杂环境，这三个方面影响甚至更为严重。 本文以珠海机场高速路眼浪山隧道为工程背景，研究钢筋锈蚀对隧道结构的影响，以采用“压弯试验+单轴拉拔试验”结构性能试验为主体，结合有限元数值模拟分析，得出关于影响钢筋混凝土衬砌结构耐久性与承载力的一般规律，主要研究内容及取得成果有： 1、对72组钢筋混凝土试件在通电加速腐蚀作用后，验证了钢筋电化学锈蚀机理，通过线性计划法测试试件的锈蚀程度，比较不同混凝土标号，保护层厚度，钢筋规格所造成的钢筋混凝土试件腐蚀程度及各因素作用规律。 2、对72组压弯试件与42组单轴拉拔试件进行恒电流加速腐蚀后，分别采取大偏心压弯与直接单轴拉拔的试验方式，进行结构整体力学性能的测试，测试其压弯极限承载力、挠度以及钢筋与混凝土粘结力。通过对构件挠度与受压荷载的关系、不同位置应变片在不同荷载下的应变值、拉拔粘结强度等一系列数据分析，总结出了钢筋混凝土试件在不同腐蚀率下，其承载力降低、混凝土开裂以及粘结性能退化的规律。 3、在已完成的大量室内实验基础上，通过ANSYS有限元数值模拟软件，建立粘结力退化模型，并基于试验所获粘结力退化曲线，模拟隧道二次衬砌结构在不同腐蚀程度下结构承载力的变化，量化研究了不同程度锈蚀量对于衬砌结构内部钢筋与混凝土相对滑移量的影响，得出不同腐蚀率的衬砌结构在围岩压力作用下其承载力变化规律以及达到较大锈蚀状态条件下衬砌结构最危险的受力截面。 |
| 作者： | 刘佳 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张志强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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