海工混凝土在化学与力学耦合作用下耐久性研究

摘要

腐蚀环境下混凝土构件的耐久性以及损伤是工程结构研究的一个重要部分，尤其是海工混凝土在服役环境中存在大量的氯离子，因此在耐久性以及损伤方面会与普通工作环境下的混凝土性能有所不同。实际工程中，海工混凝土是在承受外部荷载作用的同时伴随着侵蚀，两种因素协同耦合加速了混凝土的破坏。因此，混凝土结构在外部应力和氯离子侵蚀共同作用下会发生物理与化学作用下的耦合破坏，研究混凝土耦合破坏对混凝土耐久性的影响，探寻破坏规律以及预测混凝土在复杂环境服役寿命有重要意义。
　　本文通过试验对混凝土构件在力学与化学耦合作用下的混凝土耐久性进行了研究。利用不同浓度的侵蚀溶液与不同加载应力比设计正交的耦合试验，并且设置只有溶液侵蚀与只有外部弯曲应力作用的两组单因素实验作为对比，对比分析各种实验条件对混凝土耐久性的影响。通过分析混凝土构件的抗折强度和损伤因子在单因素以及在耦合因素作用两种情况下随龄期的变化，探寻抗折强度与损伤因子变化规律。通过进行氯盐侵蚀与弯曲应力耦合、盐酸侵蚀与弯曲应力耦合实验，分析各种耦合作用对混凝土性裂化影响规律。
　　实验结果表明耦合作用对混凝土劣化影响要大于两种单因素单独对混凝土性能的劣化累积作用。耦合实验中两种因素对混凝土构件耦合破坏时，两种不利因素因素会相互促进，加速了混凝土的失效。将试验得到的数据进行拟合，得到了抗折强度随龄期变化的拟合函数以及损伤因子随龄期变化的拟合函数。基于耦合作用下混凝土的损伤因子拟合函数建立寿命预测模型，并根据实验结果对所得模型进行验证。

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1 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 混凝土的损伤模型概述

1.4 本文主要研究内容

2 混凝土构件在化学与力学耦合作用下的试验设计

2.1 试件的选择与分组

2.2 试件的制作

2.3 相关参数的确定

2.4 试验试件加载方法

2.5 本章小结

3 混凝土的耐久性试验研究

3.1单一因素作用下混凝土构件的耐久性试验研究

3.2混凝土在耦合因素作用下的耐久性试验研究

3.3 本章小结

4 混凝土构件在化学与力学耦合作用下的寿命预测

4.1 混凝土使用寿命预测方法

4.2基于耦合作用混凝土损伤因子的寿命预测模型

4.3寿命预测模型的验证

4.4本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献