地下工程结构耐久性分析与评价

摘要

近年来，随着地下工程的大量使用，地下工程的耐久性问题日益突出并逐渐引起人们的普遍关注。与地面结构不同，由于地下工程所处环境的特殊性和复杂性，地下混凝土工程结构的耐久性研究有其独特的个性。针对地下工程结构的特点，本文对地下工程结构的耐久性问题进行了较为系统的研究，主要成果如下：
　　 (1)详细分析了地下混凝土结构与地面混凝土结构在耐久性研究方面的异同点，特别是地下工程结构在环境与施工方面的特殊性，并系统归纳出了影响地下工程结构耐久性的材料、设计、环境、施工四个方面的因素。
　　 (2)运用C++语言和ansys有限元软件分析了岩石流变对地下工程结构安全性和耐久性的影响，并结合一隧道工程实例进行了应用研究，结果表明：岩石流变对地下工程安全性和耐久性有一定的影响，容易使地下隧道的拱顶处产生较大位移，拱腰与拱脚处发生应力集中。
　　 (3)在总结比较现有碳化应力加速因子计算表达式的基础上，根据实验数据确定了更合理、更符合实际的拉应力加速因子公式和压应力加速因子公式。
　　 (4)系统分析了混凝土碳化的影响因素，通过灰色关联度理论对影响碳化的因素进行了敏感性分析，结果表明：水灰比、水泥用量、压应力水平、拉应力水平等因素对地下混凝土结构碳化的影响程度较大。
　　 (5)对目前已有的关于氯离子扩散的应力影响系数公式进行了分析，然后通过实验数据拟合出了氯离子扩散的拉应力影响系数公式，并和同类型的拉应力影响系数公式进行了比较，分析表明本文所得的公式具有较广泛的应用范围和较高精度，对今后研究地下工程在应力影响下氯离子的侵蚀性能有较高的参考价值。
　　 (6)初步探讨了地下工程结构耐久性分级标准，提出了基于可变模糊集理论的地下工程结构耐久性评估模型，并详细阐述了应用该模型的计算步骤。实例表明，该模型更具有合理性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 耐久性研究概述

1.2.2 国外关于地下工程耐久性研究现状

1.2.3 国内关于地下工程耐久性研究现状

1.3 目前存在的问题

1.4 本文的主要研究内容

第二章 地下工程的种类及其耐久性的影响因素

2.1 地下工程的类别概述

2.2 地下工程与地面结构耐久性影响因素的相同点

2.2.1 材料因素

2.2.2 设计因素

2.3 地下工程耐久性所特有的一些影响因素

2.3.1 环境因素

2.3.2 施工因素

2.4 小结

第三章 岩土流变对地下工程耐久性影响的有限元分析

3.1 岩石流变的基本概念与本构模型

3.1.1 岩石流变的基本概念

3.1.2 目前常用的岩石流变的本构模型

3.2 岩石流变对地下工程内力影响的ansys实现过程

3.2.1 流变过程的有限元分析及C++语言的实现

3.2.2 岩石流变对地下工程的内力影响的ansys实现过程

3.3 算例分析

3.3.1 隧道几何形状及物理力学参数

3.3.2 隧道建模过程

3.3.3 计算结果分析

3.4 本章小结

第四章 应力因素下的碳化、氯离子侵蚀性研究

4.1 应力因素下碳化的研究

4.1.1 应力因素对碳化影响程度的研究

4.1.2 应力作用下混凝土碳化影响因素的敏感性分析

4.2 应力因素下氯离子腐蚀的研究

4.2.1 应力因素下氯离子扩散的研究进展

4.2.2 应力水平对氯离子扩散系数影响的试验研究

4.3 本章小结

第五章 基于可变模糊集理论的地下工程结构耐久性评估

5.1 概述

5.2 可变模糊集的基本理论

5.2.1 可变模糊集理论的建立过程

5.2.2 可变模糊集的一些基本理论

5.3 基于可变模糊集理论的综合评价的步骤

5.4 评价指标的收集

5.5 算例分析

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录一 文献[91]中的试件的实验数据

致谢

在学期间发表的学术论文及研究成果