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基于锈蚀电位的在役PC梁耐久性状态Bayesian评估
| 论文题名： | 基于锈蚀电位的在役PC梁耐久性状态Bayesian评估 |
| 关键词： | 在役PC空心板梁桥;钢筋锈蚀;耐久性状态;Bayesian评估 |
| 摘要： | 随着公路桥梁建设规模的逐年增加，在未来，已建桥梁结构性能与耐久性状态的劣化将会越来越严重，需要重视对健康监测与结构性能评估方向等方向的研究。因此，明确桥梁结构耐久性指标无损检测原理与修正方法，考虑随机性与主观不确定性对服役结构耐久性状态综合评估的影响，开展结构耐久性加速劣化发展与结构性能衰退规律研究试验等对桥梁正常使用、改扩建的合理决策具有极其重要的意义。本文主要研究内容及结论如下： (1)简述混凝土结构内钢筋锈蚀的电化学原理和各国规范评估标准，讨论半电池电位检测结果的影响因素并提出修正方法，开展了钢筋脱钝的加速腐蚀试验。结果表明：半电池电位检测值随环境温度和混凝土表面湿度的升高而降低，混凝土表面湿度是影响电位测试结果的主要因素；提出了以腐蚀电流密度阈值作为钢筋发生脱钝的判断标准。 (2)建立描述无损检测电化学指标间相互关系的Bayesian模型，综合全部无损检测电化学指标建立钢筋锈蚀阶段的集成判断先验模型。结果表明：锈蚀电位Ecorr与腐蚀电流密度log(icorr)、钢筋极化电阻log(Rρ)之间分别满足对数线性关系，腐蚀电流密度 log(icorr)和混凝土电阻 log(ρ)也满足对数线性关系；集成系统的评价效果优于单一“弱分类器”。 (3)使用 MCMC 方法对描述无损检测电化学指标间相互关系的 Bayesian 模型进行参数更新；完成各“弱分类器”的网络更新训练；提出临界转移概率降低集成模型误判率的方法，讨论集成模型判断钢筋脱钝时的临界无损检测电化学指标参考值。结果表明：不同更新方式对模型预测效果影响不明显，更新后的Bayesian模型对试验值的推理优于先验模型；网络更新训练后的各“弱分类器”对钢筋锈蚀阶段I、II的判断准确率提升范围分别为1.72%~11.25%和23.96%~43.08%；通过临界转移概率的方式降低集成系统模型的误判率低于3%，给出了后验集成模型判断钢筋脱钝临界状态的各无损检测电化学指标参考值。 (4)通过实测数据实现了钢筋脱钝时间的传统理论预测模型与概率预测模型建立、钢筋瞬时锈蚀速率与锈蚀量的区间估计，讨论不同腐蚀形式下的差异性与空间变异性。结果表明：基于 Bayesian 的钢筋脱钝时间概率预测模型优于传统确定性预测模型；均匀锈蚀情况下的钢筋锈蚀率区间预测的上下限差异控制在 Δηlt;3%的范围内；钢筋锈蚀在时间与空间上表现出明显的变异性。 (5)开展在役PC空心板梁耐久状态评估与加速衰退试验。结果表明：结构目前耐久性状态良好，但部分区域已接近临界脱钝状态；钢筋锈蚀率区间估计表明各钢绞线腐蚀速率在空间上的差异很大；不同钢绞线之间的整体腐蚀速率差异明显。 |
| 作者： | 冯升阳 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 郭增伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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