混凝土灌注桩中混含硫酸盐的时变分布规律

硫酸盐环境下,为模拟混凝土灌注桩施工时混入的硫酸盐在桩中的时变分布行为,基于Fick第二定律并结合初始条件与边界条件,应用分离变量法,建立硫酸盐在桩中的时变分布模型。通过算例将本文解与传统解进行比较,并进一步探讨了硫酸盐扩散分布的影响因素和影响规律。结果表明,传统解用于分析混凝土灌注桩桩中硫酸盐扩散有局限性,而本文解相对于传统解具有一定的优势。混凝土灌注桩半径越小,应用传统解分析灌注桩中硫酸盐时变分布误差较大,同时,误差随时间增大。硫酸盐在混凝土灌注桩中的时变分布呈沙漏形,沿半径方向x=0处和桩表面处扩散行为明显,在x=0处附近区域,初始第一年扩散速率较快,在后续的50a内扩散速率显著减小,但每10a的平均速率基本相同。扩散系数和初始浓度梯度对硫酸盐在混凝土灌注桩中的时变分布影响较大。

硫酸盐渍土中灌注桩竖向承载力演变规律

盐渍土中硫酸盐含量极高,对灌注桩具有极强的腐蚀作用从而影响其承载特性,为明确和分析混凝土灌注桩在硫酸盐盐渍土腐蚀下竖向承载力的演变规律,以及桩径、桩长对灌注桩腐蚀后承载力变化规律的影响,根据硫酸盐环境下混凝土劣化的腐蚀反应和机理,建立了硫酸盐渍土腐蚀环境下单桩承载力的评价模型;结合案例对硫酸盐渍土地区混凝土灌注桩的侧阻力、端阻力及桩体强度进行研究,分析和对比了桩长及桩径对硫酸盐腐蚀下灌注桩的承载特性演变规律的影响.结果表明:硫酸盐渍土腐蚀作用下灌注桩的侧阻力、端阻力及桩体强度均发生变化;桩侧阻力受到腐蚀产物积累、膨胀引起的桩周混凝土劣化和桩侧应力重分布的影响,同时也依赖于桩长及桩径变化;端阻力则由于单桩竖向有效面积的减小而降低;硫酸盐腐蚀作用下桩体强度降低幅度较大.由此可知,相同腐蚀条件下,增加桩径可有效提高抵抗硫酸盐腐蚀引起的承载力损失;实际设计中应考虑增加桩径的方法抵抗硫酸盐腐蚀引起的承载力损失.

硫酸盐介质腐蚀混凝土灌注桩的质量与强度演变

为模拟混凝土灌注桩在硫酸盐渍土环境中侵蚀劣化规律,开展了现浇混凝土试件硫酸盐侵蚀试验,并研究了现浇混凝土试件硫酸盐侵蚀劣化机制.与预制混凝土试件劣化机制进行对比,分析现浇混凝土试件与预制混凝土试件硫酸盐侵蚀劣化的异同.分析水灰比、硫酸盐溶液浓度对现浇混凝土试件耐久性的影响,通过质量变化率、抗压强度相对值分析现浇混凝土试件劣化规律.结果表明:混凝土质量和抗压强度均呈现先增加后减少的趋势;同一条件下,现浇混凝土试件最先出现了质量和强度损失,损失率分别为0.4%和15%;硫酸盐溶液浓度的增加对现浇混凝土试件劣化规律不明显,而混凝土水灰比越大,现浇混凝土试件更易趋于劣化.

水压作用下硫酸盐在混凝土桩中的侵蚀分布规律

为模拟地下桩身混凝土硫酸盐侵蚀机理,考虑水压力对硫酸盐在混凝土桩中的侵蚀分布影响,基于达西定律,探讨渗流速度与水压力和时间的关系,建立了水压作用下的渗透深度计算模型.依据Fick第二定律,建立水压力作用下的硫酸盐在混凝土桩中的扩散侵蚀方程.采用分离变量、变量代换和积分变换得到对流侵蚀方程的解析解,以及水压影响范围外的扩散侵蚀方程解析解.同时,分析了水压力对渗透深度影响的敏感性,以及水压力、水灰比、渗透深度,裂缝宽度对桩中硫酸盐质量分数分布的影响.结果表明,随着水压力的增大,渗透深度显著增大;水压力作用下,混凝土桩中的硫酸盐质量分数分布明显高于无水压作用时的硫酸盐质量分数分布;水灰比、渗透深度、裂缝宽度对硫酸盐在混凝土桩中的质量分数分布影响显著.

基于三维激光扫描航道桥梁的健康监测

针对运河航道上桥梁结构的服役现状,根据国内外三维激光扫描仪在工程中的应用状况,将其用于桥梁结构的健康诊断,充分发挥扫描仪特有的优势。对获得的原始数据进行粗差探测和删除,净化后的数据以最小二乘法按一定的精度要求进行点云曲面拟合,同时对坐标设置一定的比例,把桥面的微小弯曲变形放大,为桥梁结构的健康监测分析提供理论基础与经验依据,具有较高的工程应用价值。

硫酸盐在圆形混凝土桩中扩散反应解析解

基于Fick第二定律,建立了硫酸盐在混凝土桩中的扩散反应方程.采用分离变量法和Danckwerts法,结合初始和边界条件,推导出扩散反应方程解析解.进一步考虑硫酸盐侵蚀过程中孔隙填充与膨胀裂缝对硫酸盐扩散系数的影响,提出了混凝土侵蚀劣化全过程有效扩散系数模型.基于硫酸盐扩散反应方程解析解和有效扩散系数模型,获得硫酸盐在混凝土桩中的浓度分布规律,并与试验结果对比,验证了解析解的有效性.算例分析表明:孔隙的填充对硫酸盐扩散的阻碍效果显著,而裂缝的发展促进了硫酸盐的扩散反应;水灰比越小,硫酸盐侵入深度越浅,浓度也越低.

基于断面法的航道疏浚工程土方量算法优化研究

航道疏浚工程淤积土方量计算不仅关系航道通行能力,而且关系整个工程的造价问题。文中介绍了断面法的工作原理及其适用范围,并分析了断面法中原始数据密集度和断面间距对其计算精度的影响。以杭甬运河某段航道建设工程为例,运用CASS7.1测绘成图软件进行五种不同断面间距的土方量计算,并对计算结果进行统计分析。结果表明,断面间距取30m为最佳,兼顾了计算量与计算精度的要求。

悬挑小横杆非常规脚手架稳定性分析

通过在建筑物外立面内凹陷处使用小横杆悬挑来充当局部作业层,解决了不规则外立面建筑的施工难题。应用规范中的计算方法结合结构力学和材料力学理论计算悬挑小横杆的强度和挠度,扣件抗滑力以及内立杆稳定性等验算脚手架的稳定性。结果表明,搭设高度为23 m的双排扣件式钢管脚手架,悬挑长度为500 mm时,悬挑小横杆的强度和挠度,扣件抗滑力以及内立杆稳定性均满足规范要求,此方法为非常规脚手架的搭设设计提供了参考。

地下电缆工井施工质量特性研究

为提高地下电缆工井结构的安全性与耐久性,采用无损检测技术测定电缆工井的混凝土保护层厚度与混凝土强度。通过对混凝土保护层厚度测量值与回弹强度推定值的统计分析,得到了地下电缆工井的施工质量特性。研究结果表明:保护层厚度设计值为30 mm时,实测值合格率大多处于90%,其质量能力处于合格的临界状态;保护层厚度设计值为40 mm时,实测值合格点率存在低于80%的不合格现象,回弹强度实测值离差系数为0.129,混凝土强度保证率为99.64%。该研究成果可以为后续电力工程施工质量的管理与控制提供理论参考。

群桩等沉降临界桩长关系解析

为了给群桩基础优化设计以及既有桩基利用条件下的新桩桩长设计提供参考,基于剪切位移法理论,建立单桩桩顶荷载-位移模型;提出等沉降原理,考虑群桩效应建立群桩沉降计算模型,并解析群桩临界桩长关系。根据模型函数优化法验证其桩长关系的合理性,并分析不同土的泊松比、桩间距和桩的弹性模量对群桩长度的影响。结果表明:随长桩长度增加,短桩长度达到峰值后减小;土的泊松比、桩间距和桩的弹性模量等参数取值增大时,短桩长度峰值增大,但增幅不同;在总桩长一定时,与等桩长时相比,变桩长群桩基桩的柔度值相对误差显著减少。