考虑空间相关性及多因素影响的初锈时间模型与失效概率分析

为了研究多因素影响下氯离子扩散规律及结构失效概率,基于Fick第二扩散定律,综合考虑水灰比、温度、湿度、预应力等多参数影响及氯离子扩散系数时变性,在考虑材料性能和尺寸参数空间相关性的基础上得到钢筋初锈时间,对钢筋初锈时间的影响因素进行了敏感性分析,发现适当增加砼保护层厚度及临界氯离子浓度能明显延缓钢筋的初始锈蚀,而表面氯离子浓度的增加对钢筋锈蚀起促进作用,与不考虑空间相关性结果相同;利用极限状态函数建立结构可靠度计算功能函数,得到了考虑空间相关性后的失效概率计算模型。

大气环境下钢筋混凝土T梁桥时变可靠性分析

综合考虑了大气环境下混凝土损伤和钢筋锈蚀等因素引起结构性能的退化,并结合服役梁桥时变可靠度分析的特点,建立了既有钢筋混凝土T梁桥的时变抗力计算模型,研究了其可靠度随时间的变化规律。结合一座在役T梁桥,基于Monte-Carlo模拟,计算得到了其可靠指标的时变曲线,结果与实际情况相符,验证了该模型的正确性与可靠性。最后,对影响结构性能的主要参数钢筋初锈时间、交通量与保护层厚度进行了敏感性分析,发现实桥超载是该桥维修加固的主要原因。

干湿循环作用下HPC-NC梯度柱氯盐侵蚀试验与寿命预测

为提高海洋潮汐与浪溅区钢筋混凝土结构受氯盐侵蚀的耐久性,提出了一种高性能混凝土(HPC)-普通混凝土(NC)梯度柱新型结构,设计了一种干湿循环试验方法进行氯盐侵蚀试验,研究其在不同试验参数影响下内部氯离子的传输规律;通过理论推导与拟合计算,建立了混凝土内部氯离子分布的简化计算模型,并验证了模型的合理性;基于所建简化模型,对设计的梯度柱进行了钢筋初锈时间的寿命预测。研究结果表明:采用功能梯度结构能有效适应潮汐与浪溅区结构上部受干湿循环作用、下部受长期浸泡作用的侵蚀特点,不同外掺剂组合作用抑制了氯离子的侵蚀,HPC内自由氯离子含量比NC降低了17.7%;表面氯离子含量随时间而增大,并有趋于稳定的趋势,符合指数分布特征;无论是长期浸泡作用还是干湿循环作用下,氯离子扩散系数均随作用时长增加而减小,其减小速率随时间增加而降低,最终趋于稳定;根据建立的氯离子分布简化计算模型得到的氯离子分布曲线,与试验及相关文献的氯离子分布曲线相对误差在12%以内;得到了60~80 mm保护层厚度下有无外掺剂时钢筋初锈的预警时间分别为41~85和26~47年,因此,掺加阻锈剂与侵蚀抑制剂可显著提高HPC-NC梯度柱的寿命。