盾构隧道衬砌结构偏心破坏转化临界锈蚀率预测

盾构隧道管片中的钢筋锈蚀会对结构的承载性能和破坏形态产生重要影响。一般盾构隧道结构多呈现小偏心受压状态,当钢筋锈蚀发展到一定程度时会出现小偏心向大偏心受力状态的转变,导致结构承载力下降、危及隧道运营安全。基于盾构隧道衬砌结构压弯受荷特点,设计小偏心加载的锈蚀试验柱,等效地模拟隧道衬砌的实际受力状态,分析不同锈蚀程度下试验柱跨中应变、极限承载力及裂缝的全过程演变。随锈蚀程度加重,试验柱承载力、混凝土应变、受压区高度下降速度逐渐加快,最大锈蚀率达到68.32%时,承载力最大降幅达到53.23%。试验发现高锈蚀程度(η≥46.25%)试验柱由小偏心破坏转化为大偏心破坏的现象。基于受弯构件正截面承载力理论分析,提出隧道衬砌结构由小偏心向大偏心破坏转化的临界锈蚀率理论计算方法,通过设计有限元计算流程验证了该方法的正确性。研究结果可为盾构隧道衬砌结构耐久性设计和安全评价提供理论支撑。

应用红外成像法检测钢筋锈蚀率的试验探析

为探索红外成像法检测混凝土构件内钢筋锈蚀程度的可靠性,对检测试验过程进行设计,进而通过试验过程对混凝土试件表面锈蚀裂缝分布、保护层表面温度分布展开测试与分析;以航运码头为例,对红外成像法在水工混凝土试件钢筋锈蚀程度检测中的具体应用进行分析验证。结果表明,与其余无损检测技术相比,红外成像法能较好避开混凝土构件内其余损伤的干扰,准确检测出钢筋锈蚀程度;并能对温度场变化做出快速反应,为水工混凝土结构维修处治提供可靠依据。

钢筋锈蚀率对预应力混凝土构件性能影响的试验研究

预应力混凝土桥梁的耐久性往往由于内部普通钢筋锈蚀而劣化,依托东海大桥5×50m简支变连续箱梁项目,设计4根缩尺模型梁,在待锈蚀钢筋中埋设光纤传感器。将混凝土强度、保护层厚度、应力状态与原结构保持一致,控制变量为0,5%,10%,15%的钢筋锈蚀率。采用全浸入法对普通钢筋进行通电加速锈蚀,然后进行加载试验。结果表明,当锈蚀率不大于15%时,钢筋锈蚀不会显著降低预应力构件的抗弯承载力,锈蚀预应力构件仍为延性破坏模式,锈蚀造成开裂荷载和前期刚度明显下降,锈蚀钢筋与混凝土黏结性能破坏严重。

不同钢纤维锈蚀率下桥梁混凝土力学性能分析

钢纤维锈蚀现象会影响混凝土的综合力学性能。通过试验方法研究了不同钢纤维锈蚀率下桥梁混凝土力学性能的情况。结果发现,将钢纤维分别置于0.5%氯化钠溶液中5 d、10 d、15 d和20 d,对应的锈蚀率分别为1.413%、3.418%、4.968%和6.61%。随着钢纤维锈蚀率不断增大,混凝土结构的抗拉强度、抗压强度以及弹性模量等关键力学性能指标均呈现逐渐降低的趋势,且大致是线性降低趋势。所以必须做好钢纤维的防锈蚀工作,以提升桥梁混凝土的力学性能,保证桥梁工程的安全性和可靠性。

混凝土构件锈蚀胀裂时的钢筋锈蚀率

本文建立了由于钢筋锈蚀导致的混凝土保护层胀裂时的钢筋混凝土构件的力学模型,应用弹性力学理论得到了混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率的解析表达式,并讨论了与混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率相关的各个影响因素,得到以下结论:随着混凝土保护层厚度和混凝土等级的增加,混凝土胀裂时的钢筋锈蚀率会增大;混凝土内钢筋直径的减小,也会导致混凝土胀裂时钢筋锈蚀率的增加;不同的钢筋锈蚀产物,有着不同的铁锈膨胀率,随着铁锈膨胀率的减小,混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率增大;而铁锈的名义弹性模量和名义泊松比对混凝土保护层胀裂时的钢筋锈蚀率影响很小。

人工加速锈蚀钢筋混凝土构件中钢筋锈蚀率与锈蚀电流的关系研究

本文针对人工加速锈蚀钢筋混凝土构件中钢筋锈蚀率与锈蚀电流的关系展开研究。首先采用串联方式进行多根钢筋混凝土梁的人工加速锈蚀试验,并通过破型获得梁内钢筋的真实锈蚀率。其次将串联连接人工加速锈蚀电路简化为电阻串并联模式,通过比较计算钢筋内电流密度及实际电流密度来确定其合理性。最后基于试验数据进行曲线拟合工作,修正了传统的锈蚀率与锈蚀电流间关系公式,并采用其他相关试验数据加以验证,验证结果表明该修正公式是有效的。

考虑混凝土碳化规律的钢筋锈蚀率预测模型

依据电化学原理 ,考虑了混凝土碳化规律以及钢筋锈蚀后半径变化对预测钢筋锈蚀率的影响 ,同时把氧化在混凝土中的扩散系数视为随时间变化的变量 ,提出了一个新的预测模型 ,并通过分析这一模型产生误差的原因 ,提出了用模型因子对预测公式进行修正 .同时 ,理论分析表明 :采用一般的混凝土碳化表达式与采用简化的混凝土碳化表达式相比 ,钢筋锈蚀率预测值会有显著差别 ;而考虑钢筋半径随锈蚀率的增加而减小以及氧气在混凝土中扩散系数随时间变化更符合实际情况 ;另外 ,在同一混凝土构件中 ,箍筋锈蚀程度要比纵筋更为严重 。

钢筋混凝土锈胀开裂临界锈蚀率模型研究

基于弹塑性理论,在考虑了钢筋直径、保护层厚度、钢筋间距、混凝土材料性能的基础上,提出钢筋的锈胀填充膨胀率参数,建立了钢筋混凝土保护层锈胀开裂的临界锈蚀率模型,并研究了各因素对模型影响的敏感性。所建模型通过试验数据得到了验证,钢筋的锈胀填充膨胀率n=1.2。

钢材锈蚀率与表面三维粗糙度参数的关系

通过Q235钢板在中性盐雾试验箱中178天的加速腐蚀,得到钢材不同时间下的锈蚀率与表面三维粗糙度参数,讨论了锈蚀率与三维粗糙度参数中算数平均高度(Sa)、均方根高度(Sq)、表面峰最大高度(Sp)、表面谷最大深度(Sv)、表面最大高度(Sz)、表面轮廓偏斜度(Ssk)及表面轮廓峭度(Sku)的变化规律,并对锈蚀率、时间及Sa(Sq)三者关系进行了回归分析,结果表明通过定量分析锈蚀率、时间及三维粗糙度参数之间关系能更准确地判断锈蚀钢材表面腐蚀发展程度,从而为锈蚀钢结构腐蚀过程的评价提供一种新的途径。

混凝土结构保护层开裂时钢筋的临界锈蚀率模型

基于弹性理论与Bazant理论模型,引入拉伸损伤的概念,对混凝土保护层内环向应力进行修正,建立了混凝土保护层开裂时的临界锈胀力与钢筋临界锈蚀率模型.考虑钢筋混凝土界面间隙及锈蚀产物在裂缝中的填充效应,探讨了完全弹性、Bazant理论模型与拉伸损伤3种不同的环向应力下,钢筋直径、保护层厚度、锈胀系数对临界锈蚀率的影响.结果表明:临界锈蚀率随钢筋直径的增大而减小,随保护层厚度、锈胀系数的增大而增大.弹性下的临界锈蚀率大于Bazant理论模型与拉伸损伤下的临界锈蚀率.最后,与Morinaga的基于试验的临界锈蚀率模型比对,验证了模型的合理性.

海工钢筋混凝土结构锈裂宽度与锈蚀率的关系及其对黏结力的影响

综述了钢筋混凝土胀裂后裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系及对钢筋黏结力的影响,并以实验数据为基础,比较了各理论值之间的差异,讨论了差异产生的原因,最后提出不同模型的适用条件。结果可为海工混凝土结构安全性评估提供参考。

基于CT扫描技术的混凝土结构裂缝宽度与钢筋锈蚀率相关性分析

为了了解混凝土结构的裂缝宽度与钢筋锈蚀率之间的关系,同时掌握裂缝宽度及钢筋锈蚀率的无损检测技术,特别采用CT扫描技术,对一批加速腐蚀的混凝土构件进行测试,得到了混凝土构件的裂缝宽度及锈蚀率,分析钢筋锈蚀率与裂缝宽度的相关性。从分析的结果来看,钢筋锈蚀率与裂缝宽度的相关曲线与其它学者研究的曲线趋势一致,但变化率有所不同,该曲线可以为揭示混凝土结构裂缝宽度与钢筋锈蚀率变化规律提供参考,同时CT扫描技术可以推广应用在混凝土无损检测中。

环境温度对混凝土中钢筋锈蚀率的影响

本文对砂浆中埋置钢筋的试件进行了快速锈蚀试验研究。根据试验结果 ,环境温度对由于Cl- 引起的钢筋锈蚀的锈蚀率有重要的影响。在 4 0℃以下 ,增加环境温度显著增加锈蚀率 ,在 4 0℃以上增加温度 ,锈蚀率反而下降。

SRC中钢骨锈蚀率与混凝土锈胀裂缝宽度的计算

随着服役时间的增长,钢骨锈蚀产生锈胀力将导致混凝土保护层开裂,影响钢骨混凝土结构的耐久性。应用金属腐蚀学理论和弹性力学的方法建立了钢骨锈蚀率的计算公式,并结合混凝土断裂力学中的虚拟裂缝模型方法,得到裂缝间传递应力与裂缝宽度的关系,并对钢骨锈蚀率和裂缝宽度进行了算例分析。分析结果表明,钢骨锈蚀率随着时间和混凝土锈胀裂缝宽度的增加而增长,随着混凝土保护层厚度、混凝土强度等级和钢骨下翼缘的尺寸增加而减小。

恒电流下聚乙烯醇纤维水泥基复合材料钢筋锈蚀率的研究

湿通电法是加速聚乙烯醇纤维水泥基复合材料中钢筋锈蚀的一种有效方法。在本试验中将电流设定为一恒定值,测试在不同聚乙烯醇(polyvinyl alcohol简称PVA)纤维掺量下的闭合回路电阻;以及在NaCl溶液侵蚀下PVA纤维水泥基复合材料的钢筋锈蚀率。试验结果表明,恒电流条件下,PVA纤维掺量的增加能提高水泥基复合材料的抗渗性,但对钢筋锈蚀率影响不大。

混凝土结构钢筋锈蚀率BP神经网络预测模型

文章基于对钢筋锈蚀率与锈胀裂缝关系的分析,建立了根据锈胀裂缝宽度预测钢筋锈蚀率的BP神经网络模型,并将该模型的预测结果与采用线性拟合法预测的结果进行了比较。结果表明:用BP神经网络模型可以较准确、简便、快速地预测钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀率。

再生混凝土结构钢筋临界锈蚀率的预测模型

为预测再生混凝土保护层锈胀开裂时刻的钢筋锈蚀率,根据目前再生混凝土钢筋锈蚀和锈裂行为的试验研究,借助一些合理的基本假定,采用弹性理论分析了钢筋锈蚀至保护层开裂的全过程,建立了再生混凝土结构钢筋临界锈蚀率的理论计算模型,模型中考虑了铁锈在锈胀裂缝中的填充行为和开裂混凝土的损伤。为验证模型的准确性,对15种不同配合比的再生混凝土试件进行了通电加速锈蚀试验。理论分析与试验结果对比表明,模型的预测结果是可靠的,满足工程计算精度,可用于再生混凝土结构钢筋均匀锈蚀条件下的临界锈蚀率计算和耐久性的影响因素分析。

混凝土内通电锈蚀钢筋锈蚀率计算

钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性问题的首要原因,钢筋锈蚀不仅导致自身截面损失,力学性能降低,同时引起混凝土开裂和降低与混凝土的黏结强度。为在较短期限内获得大量锈蚀钢筋试件,国内外学者多采用通电加速锈蚀方法。文中,研究氯离子侵蚀下的混凝土试块内钢筋的通电加速锈蚀问题,在运用Fick定律计算获得钢筋起锈时间的前提下,基于Faraday电解定律,推导并获得了钢筋锈蚀率的计算公式,并最终得到试验验证。研究结论和试验方法可为通电加速试验在实验室中的运用提供参考依据。

混凝土构件锈胀开裂时钢筋锈蚀率的解析解

推导出综合考虑混凝土塑性性能及混凝土与钢筋界面裂隙等因素的混凝土保护层锈胀开裂时钢筋锈蚀率的计算公式,验证了计算公式的可行性,探讨了影响混凝土保护层锈胀开裂时钢筋锈蚀率的相关因素,可用于钢筋混凝土结构耐久性评估及寿命预测.

锈蚀率与极限粘结强度关系的试验研究

根据钢筋快速锈蚀试件的粘结破坏试验结果 ,考虑混凝土保护层厚度、混凝土强度、钢筋直径、钢筋种类和钢筋位置 5种因素对锈蚀率与粘结强度关系的影响 ,给出了钢筋锈蚀率与钢筋混凝土极限粘结强度的本构关系。为锈蚀钢筋混凝土构件承载能力全过程分析提供了科学依据。