混凝土中钢筋锈蚀的研究

钢筋腐蚀对混凝土耐久性和安全性有很大影响。笔者阐述了研究钢筋锈蚀的原因、目的和意义;研究了钢筋在未开裂和裂缝状态下的锈蚀机理,钢筋的腐蚀过程实质上是一个电化学反应过程;影响钢筋锈蚀的主要因素有混凝土的密实度、混凝土碳化、环境湿度、氯离子侵入等;对钢筋腐蚀过程中的4个阶段进行了研究;从锈后钢筋截面面积损失率对结构受力的影响进行讨论;从正常使用寿命和承载能力使用寿命两方面对在役混凝土结构剩余寿命进行预测;并提出了钢筋锈蚀应采取的预防措施,以提高结构的耐久性和安全性,减少耐久性破坏造成的损失。研究的成果在工程上具有一定的理论意义和实用价值。     

预应力混凝土桥梁腐蚀后的受力性能分析

结合某铁路大桥预应力钢丝锈断后梁体的受力性能分析,对预应力混凝土桥梁腐蚀后的耐久性评估方法进行了探讨。首先,用静载试验加载方法对腐蚀梁体进行了实桥试验,分别对每孔2片T型梁的跨中挠度、支座压缩量、跨中及L/4截面混凝土应力、内梁预应力钢丝锈断截面处的混凝土应力进行了测试;然后,对受腐蚀预应力混凝土桥梁进行了有限元分析。介绍了正常梁体和腐蚀梁体的有限元模型、有限元网格剖分建立。在预应力梁体的耐久性分析中,应重点考虑预应力筋锈蚀的影响,并给出了预应力筋的简化分析模型。通过对梁体有限元计算结果和试验值的比较,验证了计算模型基本上能准确地反映梁体的受力情况,说明可以采用有限元方法对预应力混凝土桥梁腐蚀后的耐久性进行评估。     

现浇钢筋桁架楼承板变形试验研究

基于无支撑钢筋桁架楼承板在施工过程存在普遍开裂的现象,以实际工程为例,开展有支撑与无支撑钢筋桁架楼承板混凝土浇筑及混凝土硬化过程中楼板体系变形的试验研究,分析从混凝土开始浇筑到硬化过程中楼板的裂缝与支撑立杆轴力的变化规律。试验结果表明:钢筋桁架楼承板体系的传力途径随着混凝土硬化和其强度发展发生质的变化,对跨度较大的板块设置支撑是解决楼板在混凝土硬化阶段裂缝较多的有效措施,实际工程不宜将跨度较大的板跨作为边板带,否则应设置支撑或其他有效措施,防止楼板在施工过程中出现早期变形过大的问题。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十一)

1 检测目的 混凝土中的钢筋通常由于混凝土的碱性保护而免遭腐蚀。但由于碳化作用,空气中酸性气体(CO_2、SO_2等)的侵入,腐蚀性介质的侵蚀和混凝土中氯化钙的侵蚀等,会造成钢筋锈蚀。钢筋锈蚀使钢筋有效截面减小,并降低钢筋与混凝土之间的粘结力,从而减弱钢筋混凝土构件的承载能力和耐久性。对于旧工业建筑物,检测钢筋混凝土结构构件中钢筋的锈蚀程度,是查找安全隐患,鉴定其可靠性和耐久性的重要指标之一。 2 检测范围 当存在以下情况之一时,应检测钢筋的锈蚀程度: (1)当混凝土保护层已完全碳化时。 (2)当混凝土构件出现沿钢筋方向的纵向裂纹时。 (3)当环境中存在腐蚀性介质并侵入到混凝土构件中,或者施工时混凝土中掺入了氯盐时。     

碳纤维布加固技术在结构安全隐患工程的应用

安全隐患的工程概况 某制药厂提取车间建于1984年，由于建成时间较久，结构老化，无论抗震能力还是承载能力已不能满足安全使用要求。因长期受腐蚀性气体的侵蚀，三根薄腹梁下弦混凝土与钢筋均遭受严重腐蚀，导致保护层混凝土开裂、酥松、剥落，造成混凝土梁有效截面减少，使结构构件断面刚性降低、挠度增加，久之混凝土作用会失效，存在一定的工程安全隐患。另外由于下弦钢筋锈蚀、剥落，钢筋受力截面削弱，     

氯腐蚀环境混凝土中钢筋腐蚀速度及腐蚀过程分析

根据国内外的研究成果,结合工程验证资料提出了含氯环境下,混凝土中钢筋在保护层开裂前后的腐蚀速度计算公式,并对构件在腐蚀过程的各阶段建立了预测模型,利用国内外的实测资料验证了分析模型的可用性。     

丘陵山地采煤地地表移动变形与裂缝特征相关性研究

在预测模型修正的基础上,运用地表变形预计系统对丘陵山区采煤地地表变形预测,通过对比分析预计裂缝结果和裂缝调查结果,分析裂缝与地表变形参数之间的相关性。研究结果发现,经过修正后的丘陵山地预测模型,预测结果与调查结果吻合;裂缝宽度与预计的水平变形值的相关性显著,而裂缝长度与预计水平变形值的的相关性不显著。     

基于绝热火焰温度多元混合气体可燃性极限的理论预测

为了预测多元混合气体可燃性极限,通过化学平衡计算软件分析确定了气体在可燃性下限（LFL）和可燃性上限（UFL）的燃烧产物及计算绝热火焰温度（CAFT）,基于能量平衡方程和简化反应模型,分别建立了混合气体LFL和UFL预测模型。应用该预测模型对CH4、C2H4、C3H8、C3H6和CO组成的不同比例混合气体可燃性极限进行预测。结果表明:简化反应模型对于LFL和UFL预测值与文献中实验值的平均相对误差分别为2.76%和5.45%,相关系数分别为0.995和0.950;同时发现两步简化模型对含有C2H4和CO混合组分预测结果误差较大,但对于平均碳原子数大于2的混合气体,预测结果一致性较好。     

高强与高性能混凝土的收缩与开裂

高强与高性能混凝土胶结料用量较多,砂率较大,粗骨料用量相对较少,因此若处理不妥易出现混凝土早期开裂现象.通过圆环法试验,研究分析高强与高性能混凝土易于开裂的原因及主要影响因素,对商品泵送混凝土配合比的优化提出了建议.同时采用不同的混凝土收缩变形公式进行计算并将计算值与试验值进行了对比,探讨了适合于高强与高性能混凝土收缩变形的实用计算公式.     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(三)

第三讲 结构构件外观质量检查1 结构构件外观质量检查的目的 结构构件外观质量检查的目的是查明结构构件表面和结构构造连接的各种损伤,损伤的类型、程度、部位、范围、发生时间和发展速度,初步判断损伤的原因,确定其外观质量评定等级,并且为损伤构件的承载能力计算提供实测数据。2 混凝土结构构件外观质量检查2.1 检查项目及内容 （1）裂缝。横向裂缝、纵向裂缝和斜向裂缝的性质（确定是受力裂缝或是非受力裂缝）、数量、部位、大小、方向、深度、发展时间、稳定性、是否贯通。 （2）麻面和蜂窝。由于施工原因产生的缺陷,测定其面积、体积。 （3）剥落和破损。局部混凝土规则的或不规则的剥落、破损,特别是由于冲击和钢筋锈蚀胀裂的剥落和破损。     

改进的灰色马尔科夫模型在飞行事故率预测中的应用

基于灰色理论和马尔科夫理论,建立传统的灰色预测模型和灰色马尔科夫预测模型;对传统灰色预测模型的背景值和初值的构造存在一定的误差进行改进,并用改进后的新模型对飞行事故率预测的结果与传统的灰色马尔科夫模型进行对比;仿真结果表明:改进后的灰色马尔科夫模型预测精度有了进一步的提高并验证了算法的有效性。     

尾矿砂绿色混凝土梁受剪性能试验研究

利用不同尾矿砂取代率的混凝土梁斜截面受剪性能进行试验研究,结果表明:尾矿砂绿色混凝土梁与普通混凝土梁的受力破坏形态相似,在相同荷载下,尾矿砂绿色混凝土梁的箍筋应变大于普通混凝土梁,跨中挠度随着剪跨比的增大而增大;从开裂荷载来看,40%替代率的尾矿砂绿色混凝土梁抗裂性能最好,极限承载能力最高。并根据试验结果建立了较为合理的尾矿砂绿色混凝土梁斜截面受剪承载力计算公式。     

基坑开挖引起邻侧盾构隧道开裂特性研究*

为探究基坑开挖导致邻侧既有盾构隧道出现开裂破损而带来的不利影响,采用地层-结构法与荷载-结构法相结合的计算方法,同时考虑内置钢筋对混凝土的加强作用,精细化地模拟基坑开挖影响下,非连续盾构管片结构接头处裂缝的扩展过程,揭示其开裂机制。研究结果表明:基坑开挖过程中,管片衬砌“横鸭蛋”变形模式决定了其开裂范围,即左、右拱腰附近为主开裂区;管片的裂损特征为纵向裂缝,初始裂缝由左、右拱腰外弧面逐渐向两侧接头处延展,右拱腰接头处裂缝扩展连接为沿厚度方向的环状裂缝。     

关联交叉口交通流模糊变权重组合预测方法

针对单一交通流预测方法存在的局限性和传统交通流组合预测模型中权重不能动态变化的问题,提出一种关联交叉口交通流模糊变权重组合预测方法。先对交叉口交通流的关联性进行分析,并给出关联交叉口的定义;再建立关联交叉口交通流模糊自适应变权重组合预测模型,该模型分别利用Kalman滤波器模型与SVM模型来预测关联交叉口交通流量,然后根据这2个模型预测的误差和交通量的变化趋势,采用模糊逻辑推理方法,对这2个预测模型分别赋予适当的权重。试验结果表明,组合预测模型的最大绝对误差、平均绝对误差和相关系数均明显好于单一的预测方法,分别为9.8%、4.63%和0.99。     

混凝土桥梁承载力综合评价体系研究

为准确评估在役混凝土桥梁的承载力,首先,选取影响桥梁结构承载力的平均锈蚀电位、氯离子含量、混凝土相对炭化深度、裂缝平均宽度、混凝土截面损失率和混凝土实测强度推定值等6个主要因素,基于模糊数学理论和非确定性层次分析法(AHP),将影响因素分级,构建各因素模糊关系矩阵,同时,采用改进的实数遗传算法,确定各因素的最优权重,计算得出承载能力综合折减系数,构建承载力综合评价体系;然后,选取10片损伤程度不同的室内缩尺梁,开展破坏试验,验证所建立的承载力综合评价体系的有效性。结果表明:相比于现行规范中的承载能力评价方法,采用综合评价体系计算得出的承载能力折减系数与实测值更为接近,计算结果更为可靠。     

基于均匀试验的混凝土裂缝宽度影响因素分析

桥梁裂缝宽度的大小直接影响桥梁使用过程中的耐久性和安全性,裂缝宽度可以用配筋率、混凝土强度、理论厚度和环境湿度等因素来控制。为了研究以上4个因素对裂缝宽度的影响,以贵州某空心板桥为例,使用Midas/Civil进行建模分析,并用均匀试验设计法来确定各因素的影响程度。结果显示,配筋率以及环境湿度的影响较大,混凝土强度和理论厚度影响较小。所得结论为混凝土桥梁的设计研究提供了参考。     

基于泛平均运算的矿井瓦斯浓度组合预测模型

为有效分析煤矿瓦斯监测数据以实现准确、可靠的瓦斯浓度预测,基于不等权泛平均运算模型,研究瓦斯浓度时间序列组合预测的方法,提出一种新的矿井瓦斯浓度组合预测模型,并证明最优组合预测模型是其特例。采用自回归(AR)模型和径向基函数(RBF)神经网络预测模型作为组合预测模型的单项预测模型;以遗传算法和最小二乘法确定新组合预测模型的参数,实现瓦斯浓度预测单项模型的最优组合。试验分析表明:新模型在平方和误差、平均绝对误差、均方误差、平均绝对百分比误差、均方百分比误差等评价指标上,均取得比自回归模型、径向基函数神经网络模型和最优组合预测模型更低的误差。     

凝析气田集输管线腐蚀预测研究

为提高凝析气田集输管线腐蚀速率的预测精度,基于灰色关联分析(GRA)法,融合随机森林回归(RFR)算法,建立内腐蚀速率预测模型,分析气田集输管线内腐蚀原因;采用GRA优选特征因素变量作为RFR的输入,以内腐蚀率作为目标因素输出,并以雅克拉凝析气田数据为例,对比验证构建的RFR预测模型、反向传播(BP)神经网络和支持向量机(SVM)预测模型。结果表明:通过GRA排序得到管线内腐蚀的主要因素有:CO2体积分数、Cl-质量浓度、压力、温度、流速。同时RFR预测模型的均方根误差、平均相对误差均低于对比模型相应值,且决定系数达到96. 48%。     

CFRP用于火灾后钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究及有限元分析

笔者结合对结构火灾损伤的分析 ,采用有限元分析软件ANSYS对火灾后CFRP加固钢筋混凝土梁荷载与应变、挠度的关系进行了数值分析 ,并与试验结果进行了比较 ,吻合良好。加固后的混凝土梁在钢筋屈服后 ,仍然有一定的荷载容量。这种荷载承受能力可一直持续到结构破坏 ,这主要是碳纤维布在后期发挥的作用 ,用碳纤维布加固受火后的混凝土梁 ,能明显地提高梁的极限承载力 ,在钢筋屈服后对梁的刚度有较大幅度的提高。在挠度的计算中 ,在钢筋屈服后 ,有限元模型由于混凝土的裂缝快速发展 ,刚度下降很大 ,所以挠度在相同荷载下 ,稍大于试验值。这与笔者提出的扰度简化计算公式的计算结果与试验数据十分吻合。用ANSYS对CFRP加固梁进行分析能够达到比较精确的理论分析结果。     

活性粉末混凝土(RPC)的断裂力学性能

在试验及观察的基础上,对活性粉末混凝土的断裂过程进行定性分析,给出活性粉末混凝土的裂纹发展原理及钢纤维的增韧机理,并分析其不同于普通混凝土的两个基本断裂特征。介绍了利用缺口梁三点弯曲试验确定混凝土拉伸软化本构方程的方法。基于Hillerborg模型,提出活性粉末混凝土的拉伸软化模型,根据三点弯曲断裂试验结果,确定出活性粉末混凝土的双线性拉伸软化曲线中的具体参数。据该软化曲线公式,计算出的活性粉末混凝土断裂能同试验得出的值相比,误差仅为0.9%。笔者得出的双线性软化曲线能较精确地反映活性粉末混凝土材料的断裂特性,可为今后进行RPC裂缝的分析和预测提供定量计算的依据,对于研究活性粉末混凝土的断裂能、尺寸效应等问题也很具意义。