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文檔簡(jiǎn)介
1、隨著中國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展,我國(guó)在中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中提出,到2020年全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到12萬(wàn)公里,其中橋梁下部主要是以鋼筋混凝土作為承重結(jié)構(gòu)。在特殊侵蝕環(huán)境中,混凝土耐久性作為保障工程長(zhǎng)期質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)安全的重要問(wèn)題受到極大的重視??箖鲂允呛饬炕炷聊途眯缘囊豁?xiàng)重要指標(biāo),在貫穿南北跨越四大水系的京滬高速鐵路沿線,大部分地區(qū)存在凍融侵蝕環(huán)境,線路某些區(qū)間地下水還存在嚴(yán)重的鹽侵蝕,極有可能造成混凝土結(jié)構(gòu)的損傷,影響到結(jié)構(gòu)安全性,因此開(kāi)展混凝
2、土抗凍性、抗鹽侵蝕性及其附加防護(hù)措施的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。論文在總結(jié)了國(guó)內(nèi)外已有的混凝土抗凍性研究及防護(hù)措施的基礎(chǔ)上,調(diào)研了京滬高速鐵路沿線城市的氣溫情況及我國(guó)主要城市年凍融循環(huán)次數(shù),并調(diào)研了京滬鐵路沿線橋梁下部結(jié)構(gòu)所處環(huán)境中侵蝕離子的濃度。針對(duì)京滬高速鐵路北線部分橋梁樁基及墩身處于水位線上下部位,既存在凍融循環(huán)(D3及D4),又有海水鹽浸漬(H3及H4)雙重環(huán)境進(jìn)行的抗侵蝕性研究。通過(guò)試驗(yàn)實(shí)測(cè)、數(shù)值模擬及微觀分析等途徑,綜合考慮不
3、同強(qiáng)度混凝土試件在凍融環(huán)境中,不同侵蝕環(huán)境下,混凝土的抗凍性。并開(kāi)展了兩種不同材料的防護(hù)試驗(yàn),包括鋼護(hù)筒的剛性防護(hù)及噴涂聚脲材料的柔性防護(hù)。論文工作及得到的結(jié)論如下:
1、針對(duì)京滬鐵路實(shí)際工程處于凍融侵蝕與鹽侵蝕共同作用的環(huán)境,本文試驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了C25、C35及C50三種強(qiáng)度等級(jí)的高性能混凝土在凍融循環(huán)單獨(dú)作用和與硫酸鈉溶液、硫酸鈉與氯化鈉溶液等因素綜合作用下的耐久性試驗(yàn);并開(kāi)展了兩種類型的防護(hù)試驗(yàn):剛性防護(hù)及柔性防護(hù)。以質(zhì)量
4、損失率、強(qiáng)度、動(dòng)彈性模量、凍脹應(yīng)力-應(yīng)變及形貌變化為測(cè)試技術(shù)指標(biāo)。通過(guò)試驗(yàn)得出無(wú)防護(hù)試件隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,混凝土的質(zhì)量損失越來(lái)越大,而經(jīng)過(guò)防護(hù)的試件在試驗(yàn)過(guò)程中質(zhì)量逐漸增大,后期趨于平穩(wěn);鹽溶液凍融循環(huán)作用對(duì)無(wú)防護(hù)混凝土的損傷比較嚴(yán)重,以硫酸鈉與氯化鈉混合溶液最為嚴(yán)重。
2、凍融循環(huán)作用引起混凝土內(nèi)部產(chǎn)生周期性變化的應(yīng)力?;炷猎趩未蝺鋈谘h(huán)過(guò)程中隨著溫度的降低應(yīng)變逐漸增大,相應(yīng)的拉應(yīng)力也越來(lái)越大,當(dāng)溫度開(kāi)始上升時(shí),內(nèi)部
5、應(yīng)變逐漸減小,相應(yīng)的拉應(yīng)力也越來(lái)越小。但在凍融循環(huán)過(guò)程中混凝土內(nèi)部的變形并沒(méi)有完全恢復(fù),而是有殘余變形存在,這表明在每次凍融循環(huán)作用之后,在混凝土內(nèi)部均會(huì)有損傷產(chǎn)生,損傷不能愈合且逐漸累積。試驗(yàn)比較了高性能混凝土與普通混凝土在凍融循環(huán)過(guò)程中,表現(xiàn)出不同的損傷現(xiàn)象,并分析了各自凍融破壞的損傷機(jī)理。
3、鋼護(hù)筒在溫度變化過(guò)程中產(chǎn)生環(huán)箍壓應(yīng)力,削減了混凝土由于凍融循環(huán)作用產(chǎn)生的凍脹應(yīng)力,使混凝土材料表面由無(wú)防護(hù)時(shí)的受拉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭軌?/p>
6、狀態(tài),從而起到對(duì)混凝土材料的防護(hù)作用。剛性材料及柔性材料對(duì)混凝土的防護(hù)機(jī)理不同,但二者均可以阻斷或延緩有害鹽溶液或水溶液進(jìn)入到混凝土內(nèi)部,從而避免混凝土材料的損傷,延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。
4、針對(duì)混凝土凍融循環(huán)作用提出了用變形分量、溫差和凍脹引起的變形量表示的應(yīng)力分量的物理方程。得出在一定的位移邊界條件下,彈性體中由于溫差和凍脹引起的位移,就等于溫度不變而承受由于溫差和凍脹引起的外來(lái)作用體力時(shí)的位移。并根據(jù)第一強(qiáng)度理論即最
7、大拉應(yīng)力理論提出了混凝土在凍融循環(huán)過(guò)程中損傷開(kāi)始的判據(jù)。
5、通過(guò)大型通用軟件對(duì)凍融環(huán)境下無(wú)防護(hù)混凝土及鋼護(hù)筒防護(hù)混凝土溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算分析,得出混凝土不同部位溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力的變化規(guī)律。通過(guò)改變相關(guān)參數(shù):結(jié)構(gòu)尺寸、邊界防護(hù)條件、凍融速率及混凝土強(qiáng)度等級(jí)等參數(shù),分別計(jì)算了混凝土不同深度處的溫度及應(yīng)力在參數(shù)變化時(shí)相應(yīng)的變化規(guī)律。
6、通過(guò)微觀結(jié)構(gòu)分析研究了在凍融循環(huán)過(guò)程中,鹽溶液對(duì)混凝土損傷的加速作用,并
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