地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕損傷數(shù)值分析模型及其監(jiān)測方法研究.pdf

1、城市的基礎建設項目逐漸從地上建筑轉(zhuǎn)移為地下建筑。然而地下結(jié)構(gòu)所處環(huán)境較地上結(jié)構(gòu)復雜。越來越多的建筑運營情況表明，地下建筑受諸多不利因素綜合作用，加劇混凝土結(jié)構(gòu)破壞進程，造成混凝土結(jié)構(gòu)迅速劣化，最終使得地下建筑物提前破壞。并且在地下環(huán)境中工程的施工難度大、突發(fā)事件多、補救方式匱乏，因此對地下混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕損傷監(jiān)測和損傷評估就成為必不可少的關(guān)鍵一環(huán)。文章對混凝土腐蝕損傷監(jiān)測技術(shù)及混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋銹蝕模型進行研究。
　　首先對混凝土內(nèi)鋼

2、筋銹蝕的研究現(xiàn)狀進行闡述，對鋼筋銹蝕的機理、保護層銹脹開裂的原因及過程進行了分析。研究了影響混凝土中鋼筋銹蝕的主要因素，同時總結(jié)了混凝土內(nèi)鋼筋的銹脹力模型和混凝土內(nèi)鋼筋的銹蝕率模型。為后期模型提出及實現(xiàn)提供基礎。
　　接著根據(jù)光纖傳感技術(shù)的相關(guān)原理、特性和工程現(xiàn)場施工需求，設計出一種基于光纖傳感技術(shù)的實時全過程監(jiān)測裝置。根據(jù)試驗研究，實現(xiàn)了光纖光柵傳感器對地下混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕損傷監(jiān)測。在實驗室條件下采用恒電流通電加速銹蝕試驗法模擬腐

3、蝕環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕損傷開裂全過程的時變變化情況，并對試驗的結(jié)果進行了分析。
　　隨后通過對地下混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕的機理的研究及試驗的監(jiān)測情況，將銹蝕過程中銹蝕產(chǎn)物向周圍的擴散視為非規(guī)則形狀隨時間動態(tài)徑向擴散。計算時將銹蝕產(chǎn)物沿環(huán)向離散為n個子區(qū)域，且每個子區(qū)域內(nèi)銹脹體積的增加以位移增量形式等效，建立了考慮時變的離散型銹脹模型；以非線性彈簧模擬銹脹產(chǎn)物對混凝土的作用，混凝土采用彌散開裂模型，建立了鋼筋混凝土銹脹損傷數(shù)值計算模型；提