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在杂散电流和荷载共同作用下地铁结构的耐久性研究
| 论文题名： | 在杂散电流和荷载共同作用下地铁结构的耐久性研究 |
| 关键词： | 杂散电流;荷载;同作用;地铁工程;工程结构;结构耐久性;钢筋锈蚀;模拟实验装置;钢筋混凝土构件;环境因素;承载力下降;电化学;影响系数;静力加载试验;相互耦合作用;结构的耐久性;腐蚀电流密度;测量;线性极化法;生命线工程 |
| 摘要： | 地铁以运量大、能耗低、准时准点性好、快速安全、交通效率高等特点成为解决城市交通问题的重点。作为城市公共交通的生命线工程,地铁工程结构安全十分重要,由于损坏后难以改建或大修,因此对地铁工程结构耐久性研究具有尤为重要的意义。杂散电流是影响地铁工程结构耐久性的主要环境因素之一,在运营初期,杂散电流较少,但是随着服役年限增加,杂散电流大幅增加。地铁工程结构是在力学与不同环境因素共同作用下的耐久性能衰减也不是单一因素作用的简单叠加,而是多个因素之间相互耦合作用的结果。针对地铁工程结构所处环境,本文进行了在杂散电流、荷载和氯盐共同作用下地铁工程结构的耐久性研究。 本文参照地铁工程结构服役环境设计了钢筋混凝土构件耐久性加速模拟实验装置,既实现了杂散电流的模拟,又可以模拟氯盐环境,同时通过在试验构件上摆放质量块实现了三种不同荷载水平的模拟。在分析多种电化学检测方法基础上,优选线性极化法测量钢筋锈蚀情况,利用GillAC仪器定期进行钢筋检测。 根据定期测量钢筋腐蚀电流密度,可以对钢筋锈蚀情况做出判断。通过试验发现由于长期荷载作用,Faraday第一电解定律中的金属电化学当量k与实验值有一定相差。本文采用数据拟合的方法得到了荷载对电化学当量k的影响系数,并据此影响系数预测钢筋锈蚀量,结果和实际测量值相吻合。 在长期耐久性加速模拟试验后,分别对锈蚀梁进行静力加载试验,分析了混凝土构件中的受力情况。随着钢筋锈蚀率的增加,钢筋与混凝土的连接性能下降,造成承载力下降,引起承载力下降速度更快;杂散电流的腐蚀成不均匀态势,由此造成构件的破坏形态有所差异,建议在结构设计中应当引起重视。 最后,提出了地铁工程结构考虑荷载应力水平的耐久性寿命预测方法及步骤,并采用实例进行了分析。 |
| 作者： | 杨森茂 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 张延庆;滕海文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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