基于现场取样试验的混凝土结构寿命预测

在役码头钢筋混凝土结构耐久性寿命预测面临可供分析参数少、契合度不高、预测结果存疑等问题,通过现场取样试验,获取混凝土芯样氯离子浓度分布值,基于修正的氯离子扩散模型,利用Matlab软件进行回归分析,得到试件的氯离子扩散系数、衰减系数和表面氯离子浓度等参数,并对在役码头胸墙钢筋混凝土结构耐久性寿命进行预测。结果表明:参数定值法预测结果过大,而基于失效概率预测方法的预测结果与规范方法计算结果基本一致,更符合工程实际。

粉煤灰掺量对氯盐环境下高性能混凝土服役寿命的影响

鉴于粉煤灰掺量对混凝土的抗氯离子侵蚀及服役寿命有显著影响,开展了粉煤灰混凝土的氯离子快速扩散实验和解析研究,分析了粉煤灰掺量对混凝土的扩散系数、氯离子结合能力,进而得到对混凝土服役寿命的影响规律。通过建立敏感系数模型,开展了混凝土结构服役寿命对氯离子Freundlich等温结合模型的敏感性分析。据此研究粉煤灰掺量对混凝土服役寿命的影响机理。实验结果表明,粉煤灰掺量为50%时混凝土氯离子扩散系数最小,粉煤灰掺量为30%时氯离子结合能力达到最大。模型计算和分析进一步表明:尽管粉煤灰掺量既可以通过混凝土扩散系数,也可以通过氯离子结合能力对混凝土服役寿命产生影响,但前者的影响更显著。通过对Freundlich等温结合模型的敏感性分析发现,较之于混凝土的初始结合能力,混凝土对氯离子的远期结合能力对混凝土结构服役寿命的影响更大,但随着粉煤灰掺量的增加,该影响会不断下降。

全时域初值推进边界元法分析氯盐侵蚀下混凝土结构服役寿命

通常采用的分时段逐步推进边界元法在分析氯盐对混凝土的侵蚀问题时存在缺陷。为此,研究建立了全时域初值推进边界元法,据此计算了氯盐侵蚀环境中钢筋混凝土结构的服役寿命,分析了氯离子扩散维数对混凝土中氯离子浓度和服役寿命的影响。研究了分时段逐步推进边界元法计算氯离子扩散时产生问题的原因。算例结果表明:混凝土中氯离子扩散的维数将直接影响到混凝土结构的服役寿命,必须在设计中加以考虑。而且,全时域初值推进边界元法可以消除混凝土中氯离子扩散域内的积分项,避免域内离散,因此与分时段逐步推进边界元法相比,能够简化计算格式,提高迭代收敛过程的稳定性和计算结果的精度,减少计算耗时。

时变扩散系数对混凝土结构服役寿命的影响

基于氯离子二维扩散模型考虑混凝土氯离子扩散衰减系数及其随机性,计算了氯盐侵蚀下混凝土结构的可靠度及服役寿命。为克服传统可靠度敏感系数的缺陷,分析氯离子扩散衰减系数及其随机性对混凝土结构耐久性的影响,根据全微分公式导出了可靠度对随机变量均值和变异性的无量纲敏感系数。计算结果表明:忽略氯离子扩散系数时变性会导致显著地低估结构服役寿命,而不考虑衰减系数的随机性又会明显地高估结构耐久性能。敏感性分析结果表明:混凝土氯离子扩散衰减系数与混凝土保护层厚度对氯盐侵蚀下混凝土结构耐久性的影响占主导地位,并随着服役时间的增加,衰减系数的影响会超过混凝土保护层厚度。

海工混凝土结构现场暴露试验综述

现场暴露试验是海工混凝土结构耐久性研究的一种重要手段,暴露试验所处劣化环境即为实际海洋环境,其试验结果真实且可靠。以试验站选址、试验的实施、试验数据的处理为主脉络,结合中外有关暴露试验的研究成果与进展,总结了现场暴露试验过程采用的方法。重点阐述暴露试验后所测氯离子浓度与各耐久性参数的关系,室内加速试验与室外暴露试验的相关性,以及目前暴露试验存在的问题与发展趋势,为今后开展现场暴露试验研究提供指导。

海洋混凝土结构中氯离子扩散的随机边界元法

为了研究氯离子在混凝土中浓度的随机分布,通过采用新的时间进程,建立了氯离子扩散的摄动随机边界元法计算格式,消除了边界元法中的域内积分项。运用该方法可以不计算边界上的氯离子浓度,而直接得到混凝土内部氯离子浓度的均值和标准差。通过算例分析表明,该方法对时间和空间离散的要求都很低,只需要较少的时间和空间单元就能达到较高的精度。

海工混凝土结构可靠度计算迭代初始值的改进方法

传统一次可靠度法(TFORM)在计算氯盐侵蚀混凝土结构耐久性可靠度时存在缺陷,会得出错误的结果,甚至无法得到计算结果。通过分析TFORM法计算混凝土结构耐久性可靠度时失效的原因,并改进可靠指标迭代计算时初始迭代验算点的计算方法,建立了初始迭代改进的一次可靠度法(IMFORM)。通过计算分析表明,IMFORM有效地克服了一次可靠度法在氯盐侵蚀下混凝土结构耐久性可靠度计算中的缺陷,可以得到TFORM计算失效情况下结构的准确可靠指标,为海工混凝土结构耐久性可靠度分析与设计提供可靠的计算方法。

圆柱体混凝土构件中氯离子扩散的解析研究

为了研究水运工程和海洋工程中圆柱体混凝土构件的氯离子扩散过程及耐久性服役寿命,通过二维氯离子扩散控制方程的坐标变换,建立了圆柱体混凝土构件中氯离子扩散的极坐标控制方程,使用变量分离法和贝塞尔函数的简化公式,推导并建立了圆形截面混凝土构件中氯离子扩散的解析方法,据此分析了不同半径圆柱构件中氯离子浓度的变化规律,通过宏观扩散过程分析以及与有限元方法计算结果的比较,验证了本文方法的正确性;通过与矩形截面混凝土构件中氯离子二维扩散及浓度分布的对比,可知在相同条件下,选择圆形截面代替矩形截面构件可有效提高混凝土结构的抗氯离子侵蚀性能,提高结构耐久性.

氯盐环境下混凝土耐久性多因素模型的试验研究及统计分析

为了准确评估混凝土的抗氯离子渗透性和耐久性,开展了不同矿物掺合料混凝土的制备和电通量测试,根据试验数据和文献数据分析了水胶比(水灰比)、粉煤灰掺量、矿渣掺量、硅灰掺量对混凝土电通量的影响,通过回归分析研究建立了混凝土电通量的多因素计算模型,通过对试验数据和文献数据的统计分析验证了该计算模型的正确性和广泛适用性。在此基础上,通过定量计算氯盐环境下混凝土结构服役寿命,分析了混凝土水胶比、掺合料组合及其掺量对混凝土耐久性的影响。结果表明,降低混凝土的水胶比、或提高掺合料掺量均能提高混凝土耐久性;使用矿物掺合料的高性能混凝土,其耐久性明显优于普通混凝土;矿渣对混凝土耐久性的改善优于粉煤灰;复合掺加粉煤灰和矿渣对提高混凝土结构耐久性的效果更加明显。

混凝土中氯离子扩散分析的两相边界元模型

提出了一个两相混凝土的多连域边界元模型,用来研究混凝土中的氯离子扩散与分布规律。将混凝土看作由砂浆和粗骨料组成的两相非均匀材料,并假定氯离子扩散只发生在砂浆浆体中。建立了混凝土中氯离子扩散的多连域边界元模型,分析了粗骨料粒径、含量和排列方式对混凝土中氯离子扩散和分布规律的影响。通过与有限元模型的对比证明了提出的两相多连域边界元模型的合理性和优势,说明本研究模型可以用于混凝土中氯离子扩散的分析。研究结果表明,粗骨料的存在会形成阻滞作用,引发氯离子浓度场的局部梯度变化;粗骨料的含量对混凝土中氯离子扩散的阻滞作用影响明显。

氯盐侵蚀下结构混凝土服役寿命的可靠度分析

为了全面考虑随机因素对氯盐侵蚀下结构混凝土耐久性的影响,研究建立了氯盐环境下混凝土服役寿命分析的可靠度随机边界元法。首先基于全时域初值推进法研究建立了混凝土中氯离子随机时变扩散分析的摄动随机边界元法,进而基于正常使用极限状态建立了混凝土结构服役寿命分析的可靠度分析格式,据此研究了保护层厚度、氯离子扩散系数等随机参数对结构混凝土服役寿命的影响,克服了传统的随机边界元法的缺陷。结果表明,混凝土材料及氯盐腐蚀环境的随机性、混凝土结构几何外形所导致的二维扩散现象等对氯盐环境下混凝土结构的服役寿命具有显著影响,在耐久性设计中必须合理考虑才能保障使用寿命。

基于可靠度随机有限元法的海洋混凝土结构耐久性分析

为了准确分析氯盐侵蚀下海洋混凝土结构的耐久性,根据可靠度随机有限元法分析了材料参数、结构几何参数和环境作用参数的随机性对混凝土结构服役寿命的影响。首先基于氯盐侵蚀下混凝土结构的正常使用极限状态方程,利用摄动随机有限元法(PSFEM)建立了混凝土结构可靠度分析的梯度优化迭代分析方法,根据预设可靠度水平确定混凝土结构的服役寿命。进而利用灵敏系数分析了氯盐腐蚀下混凝土结构服役寿命对不同随机变量的敏感性。算例分析验证了本文方法具有较高的计算精度和效率。研究表明,混凝土保护层厚度对混凝土结构耐久性影响最大,需要在设计中予以特别注意,而且参数随机性对混凝土结构服役寿命具有显著影响,一旦忽略将导致设计结果偏于不安全。

高性能混凝土氯离子快速扩散试验与浓度分布分析

根据美国建筑协会ASTM C1202标准对制备得到的复合外掺料高性能混凝土开展了6 h快速氯离子扩散试验,研究表明不掺加矿物掺合料的普通混凝土抗氯离子渗透性能低于各组掺矿物掺合料的高性能混凝土,其中三掺粉煤灰、硅灰和矿渣的高性能混凝土的抗氯离子渗透性能最佳。采用基于Fick第二定律的解析解对试验后各组混凝土中氯离子的浓度分布进行拟合,其拟合结果与试验值吻合情况较好,说明加速试验后混凝土中氯离子的分布仍然符合Fick第二定律,拟合结果同时表明,快速氯离子扩散试验对于普通混凝土和不同配合比的高性能混凝土中氯离子扩散的加速程度存在差异;复合掺加矿物掺合料的高性能混凝土中氯离子含量较低是由其较小的扩散系数和较低的表面氯离子浓度共同决定的。

应用型本科高校人才需求及培养策略研究——以钦州学院工程造价专业为例

广西北部湾地区工程造价人才需求趋旺,但存在外部输入动力不足、本地供给滞后、地方高校专业配置与区域需求错位导致工程造价毕业生供给不足等问题。地方高校应广泛深入开展校企融合,结合院校区域功能定位和企业岗位需求,制定专业发展方向和目标,让企业全面参与人培方案、课程设置、实践教学、实习实训方案等教研活动;并从优化教学条件、创新组织管理、合理搭配师资以及技能孵化模式等方面对人才培养模式的实施进行保障。

石灰石粉对再生混凝土力学性能及抗冻性影响研究

为研究石灰石粉对再生混凝土力学性能及抗冻性的影响,通过室内配合比试验,分别对不同石灰石粉掺量的再生混凝土试块进行抗压强度、抗折强度及快速冻融循环试验,得出以下结论:(1)再生混凝土拌合物的坍落度随着石灰石粉掺量的增大逐渐增大,质量损失随之呈先减后增变化,抗压强度、抗折强度及相对动弹性模量则随之呈先增后减变化;(2)适量的石灰石粉有利于提高再生混凝土的工作性、抗冻性及力学性能,但石灰石粉过量则对各项性能不利;(3)综合再生混凝土的流动性、抗冻性及力学性能方面考虑,石灰石粉的最佳掺量范围为5%~10%.

北部湾海域混凝土结构中氯离子扩散模型研究

混凝土结构的耐久性和服役寿命长期以来一直是一个备受关注的问题,特别是暴露于氯盐环境下的混凝土结构,氯离子的侵蚀就成为影响混凝土结构耐久性的主导因素,因此搭建合理的氯离子扩散模型研究氯离子的扩散规律是研究氯盐环境下混凝土结构耐久性和服役寿命的关键性问题。通过对防城港、钦州港和铁山港三个码头的混凝土结构取样研究,在综合考虑胶凝材料、温度、湿度胶凝材料、混凝土结构养护龄期、暴露氯盐环境龄期、水灰比、结合氯离子等因素对混凝土结构中氯离子扩散系数影响的情况下搭建氯离子扩散模型,并与Life365模型和LNEC E465模型进行对比分析,发现文中所搭建的氯离子扩散模型更加准确反映北部湾氯离子在混凝土内部的传输特性。

跨公路线双肋拱U型渡槽拆除爆破

拆除爆破迎春渡槽主体为双肋拱承载,筒体为"U"型薄壳筒体结构,全长为152 m,横跨公路线。为了避免交通道路长期中断,采用爆破整体坐塌方式,然后使用机械快速清除公路路障。利用ANSYS/LS-DYNA模拟渡槽拆除爆破及坐塌的全过程,并分析了渡槽爆破及塌落振动对周边环境的影响;同时开展了现场炮孔药量试验及爆破网路模拟试验,以防止出现爆而不塌的现象,通过计算分析确定预处理开窗点位、拱肋爆破切口断点、排架倒塌方向及爆破参数,实现了爆破装药精细化,过程安全可控,可为类似工程提供参考。