酸雨腐蚀后方钢管再生混凝土柱偏心受压试验与理论研究

摘要

伴随城市经济的快速发展，产生了大量的废弃混凝土，废弃混凝土不但占用大量可耕地而且对自然环境同样会造成一定程度的负面影响，如果能把废弃混凝土很好的利用起来，将会产生很重要的现实意义。现实环境下钢管混凝土柱大都很长时间暴露在空气中，势必会受到酸雨腐蚀环境的影响，进一步对试件的极限抗压承载力以及耐久性等方面都将会造成较大的负面影响，因此对酸雨腐蚀后方钢管再生混凝土柱偏心受压试验与理论的研究具有很重要的现实意义。
　　对方形钢管再生混凝土和方形钢管普通混凝土柱偏心受压试件进行了电化学腐蚀试验以及力学试验研究。进一步对所有试件进行全过程有限元模拟计算，对比试件的破坏形态以及典型构件的工作机理分析。最后提出酸雨腐蚀后方钢管再生混凝土偏心受压承载力计算方法。主要工作如下：
　　(1)试件处于酸雨溶液中的电化学加快腐蚀试验在一定程度上符合法拉第电化学腐蚀定律，在腐蚀率不是很高的情况下，可以定量的预测钢管壁厚的减小量。
　　(2)以偏心距(e=25mm、50mm)、骨料类型(普通、再生)和腐蚀程度(β=0％、10%、20%)为主要变化参数对所有试件进行偏心受压试验研究，偏心受压试验中主要研究：试件的破坏形态、核心混凝土的破坏形态以及不同变化参数对试件的荷载-竖向压缩率关系曲线、荷载-纵向应变关系曲线的影响规律。结果表明：随着腐蚀程度的增加试件的极限抗压承载力均呈现出一定程度的减小趋势；骨料类型的不同对试件极限承载力以及前期刚度无明显影响规律；偏心距越大，试件在达到偏心受压峰值荷载前的相对压缩率也越大，刚度出现下降，荷载达到峰值后延性越好。
　　(3)对所有试件荷载-竖向压缩率关系曲线进行全过程模拟计算分析，模拟计算所得极限承载力和试验结果符合良好。进一步对偏心受压试件的试验破坏模态与理论破坏模态进行对比，对典型试件在受力过程中竖向荷载分布、钢管与核心混凝土之间相互作用力、钢管与核心混凝土各自的应力分布云图进行理论研究。
　　(4)假设腐蚀过程中钢板的壁厚均匀地减小，考虑折减外钢管壁厚的方法，利用已有的承载力计算方法来计算酸雨腐蚀后钢管普通（再生）混凝土偏心受压极限承载力。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 相关课题研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章 试验研究

2.1 概述

2.2 试验概况

2.3 试验装置与方法

2.4 腐蚀装置与方法

2.5 试验现象分析

2.6 试验结果分析

2.7 结论

第三章 数值计算与工作机理研究

3.1 概述

3.2 有限元建模

3.3 有限元计算结果与试验结果比较

3.4 破坏模态对比

3.5 工作机理研究

3.6 结论

第四章 承载力计算方法研究

4.1 概述

4.2 承载力简化计算方程

4.3 简化计算值与试验值比较

4.4 结论

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢