銹蝕鋼管混凝土構(gòu)件時變模型與承載力衰變規(guī)律研究.pdf

1、鋼管混凝土是一種力學(xué)性能優(yōu)越的組合材料，借助內(nèi)填混凝土增強(qiáng)鋼管壁的穩(wěn)定性，同時又借助鋼管對混凝土的套箍作用，抑制了混凝土的脆性，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力。尤其是鋼管混凝土拱橋，較好的解決拱橋吊裝重量和跨度的矛盾。相對于工程實(shí)踐，鋼管混凝土拱橋的設(shè)計理論相對滯后，銹蝕對鋼管混凝土構(gòu)件承載力影響問題就是其中之一。
　　本文依托重慶市自然科學(xué)基金計劃項(xiàng)目——“銹蝕鋼管混凝土構(gòu)件的時變模型與承載力衰變規(guī)律”為題，開展了較為深入的理

2、論與數(shù)值分析。
　　根據(jù)鋼材銹蝕極化曲線的特征，導(dǎo)出均勻銹蝕電流密度表達(dá)式;借助Faraday定律建立了銹蝕鋼管混凝土構(gòu)件的銹層深度D與時間的關(guān)系;綜合考慮環(huán)境和銹層結(jié)構(gòu)的影響，確定了銹蝕場強(qiáng)△E和銹層電阻R的取值。在此基礎(chǔ)上建立了鋼管均勻銹蝕的時變理論模型，提出了均勻銹蝕預(yù)測的新方法，所得結(jié)果與試驗(yàn)值吻合良好?；诟怕式y(tǒng)計理論，推導(dǎo)了鋼管的點(diǎn)蝕模型，建立了不同時間點(diǎn)與最深銹坑深度之間的關(guān)系?；阡摴芑炷翗O限平衡理論和斷裂力學(xué)理

3、論，推導(dǎo)了應(yīng)力銹蝕斷裂模型。建立了局部銹蝕鋼管的平衡方程，構(gòu)造應(yīng)力銹蝕斷裂的應(yīng)力函數(shù)，對銹蝕裂紋的應(yīng)力場、位移場進(jìn)行了分析，對經(jīng)典的裂紋起裂判據(jù)和裂紋擴(kuò)展速度進(jìn)行了修正。
　　針對鋼管混凝土的均勻銹蝕，開展了不同銹蝕深度、不同鋼管初應(yīng)力度的承載力分析，結(jié)果表明:各構(gòu)件極限承載力與銹蝕深度呈線性關(guān)系，隨著銹蝕深度的增大，承載力減小;并且研究了鋼管初應(yīng)力對構(gòu)件極限承載力的影響。針對鋼管混凝土的局部銹蝕，開展了不同銹坑深度、不同銹坑長度